湿法炼锌废渣中硫脲浸出银的动力学

探讨了从湿法炼锌废渣中用硫脲浸出回收银的浸出反应动力学 ,从这种难浸的含银炼锌废渣中用硫脲浸出回收银 ,浸出反应是一种典型的氧化还原反应并可充分进行。同时 ,通过动力学推导得出 ,从湿法炼锌废渣中用硫脲浸出银的反应动力学模型为收缩核动力学模型 ,同时计算出浸出活化能为 13.2 6kJ/mol。该模型反映了浸出过程中控制整个反应速率的决定步骤是固膜扩散速率 。

炼锌废渣中重金属Pb、Zn的矿物学特征

利用X射线衍射 (XRD)和带能谱的电子显微镜 (TEM/SEM)等方法研究土法炼锌固体废物的矿物组成 ,特别是重金属Pb和Zn的矿物学赋存特征。结果表明 :固体废物是一种高度不均匀的复杂集合体。废渣主要由石英、长石、碳酸盐矿物、铁质和铝质的非晶质玻璃体以及少量风化次生矿物相组成。Pb在废渣中主要以金属Pb形式存在 ,或呈纳米金属Pb颗粒包裹或吸附于其它矿物表面及玻璃质集合体中。废渣中Zn的存在形式比Pb复杂得多 ,有硅锌矿、锰硅锌矿、丝锌铝石等矿物存在形式 ,在其它矿物表面或玻璃质集合体中也能见到少量纳米级金属Zn。

硫脲法浸出回收炼锌废渣中的银

对用硫脲法从炼锌废渣中浸出回收银的工艺及其影响因素进行了研究；确定了最佳浸出工艺条件为：硫脲质量浓度１０ｇ／Ｌ，［Ｆｅ３＋］０．０１２５ｍｏｌ／Ｌ，液固比（质量比）１０∶１，浸出液ｐＨ１．５～２．０，浸出温度４０～６０℃；最佳置换工艺条件为：锌粉用量２ｇ／Ｌ，搅拌速度１９００ｒ／ｍｉｎ，置换时间０．２５ｈ。在上述条件下，银的浸出率及置换率分别达到９０％及９８．

2种优势植物对不同粒径炼锌废渣团聚体养分及重金属赋存形态分布的影响

为评价土法炼锌废渣堆场上自然着生的优势植物对废渣团聚体中重金属的控制效应及生态修复效果,以废渣堆场上已自然定居且生长茂盛的本土植物土荆芥(Chenopodium ambrosioides L.)和大叶醉鱼草(Buddleja davidii Franch.)为研究对象,以未经修复的空白废渣为对照,分析这2种优势植物对根际、非根际废渣内不同粒径团聚体中主要养分(氮、磷、有机质)和主要重金属(Cu、Pb、Zn、Cd)赋存形态及含量分布的影响。结果表明:土法炼锌废渣堆场上自然着生的2种优势植物对根际与非根际不同粒径炼锌废渣的主要养分含量具有显著影响,且不同种类植物参与对根际与非根际废渣中有机质的贡献明显不同。养分在粒径<1 mm的团聚体废渣中分布含量较高,除大叶醉鱼草非根际废渣中的总氮含量低于对照废渣外,植物影响下的各粒径团聚体中的养分含量总体高于对照废渣。优势植物生长明显影响炼锌废渣中Cu、Pb、Zn、Cd等主要重金属在不同粒径废渣中的含量分布及赋存特征,Cu和Cd主要分布在粒径<0.25,0.25~0.5,0.5~1 mm团聚体中,Zn主要分布在粒径<0.25,2~5 mm团聚体中,Pb则在0.25~5 mm的4种不同粒径团聚体中含量分别达最高;且其降低了各粒径废渣团聚体中Cu、Pb含量,对粒径>5 mm团聚体中的Cd含量有一定的提高作用,其中,2种优势植物影响下的粒径<5 mm团聚体中的酸可溶解态Cu、Pb、Zn的比例明显降低,而残渣态Zn和酸可溶解态Cd的比例有所提升。主成分分析结果表明,2种优势植物对根际和非根际粒径<5 mm团聚体中的养分、Zn全量及酸可溶解态Cd含量贡献率高,但对粒径>5 mm团聚体中的养分影响不大。综上,自然定居且繁茂生长的土荆芥和大叶醉鱼草可显著改善铅锌冶炼废渣中的养分状况,同时可有效减小废渣中重金属Cu、Pb、Zn对环境生态的潜在风险,开展铅锌冶炼废渣堆场水土保持及生态修复相关工作时可优选这2种植物作为先锋植物。

湿法炼锌废渣综合浸出过程动力学研究

炼锌废渣———铜镉渣的浸出受酸度、液固比、反应温度、浸出时间等诸多因素的影响。从动力学的角度分析整个浸出流程,研究综合浸出时的最优化条件,并建立了符合固膜扩散控制的数学模型:1-23η-(1-η)23=ket,并通过Arrhenius经验公式,求得反应活化能。

典型炼锌废渣堆场重金属环境影响特征分析

以贵州省毕节市岳家海子为研究对象，采用原子吸收光谱仪测试了炼锌废渣堆场内和附近的渣、土壤、地表水、水体沉积物及孔隙水中Cu、Pb、Zn和Cd的含量，并采用内梅罗指数和潜在生态危害指数（RI）对地表水、土壤及表层沉积物的重金属污染进行了评价。结果表明：废渣与其浸出液重金属含量之间没有正相关关系，废渣浸出毒性与其重金属质量比没有直接关系；北片区溪流水重金属质量浓度沿水流方向大体上不断降低，沉积物（除Pb外）和孔隙水重金属含量沿水流方向先降低后升高，表明进入水体的重金属不断向沉积物迁移，且由于“静水区”作用，重金属主要累积在水池和池塘沉积物中；表层0-20 cm土壤受Cu、Pb、Zn、Cd污染，0-200 cm土壤Cu、Zn质量比均较高，Pb在40 cm以下、Cd在60 cm以下质量比低；地表水内梅罗指数达到严重污染级别；堆场内及周边土壤的RI属于轻微-中等潜在生态危害，水体沉积物属于强-很强潜在生态危害，Cd的潜在危害风险系数（ Eri ）明显大于其他重金属，表明炼锌废渣堆更易对水体环境造成危害，其中Cd是最主要的污染因子。

黔西北炼锌废渣基质上不同草种苗期生长状况

以黔西北土法炼锌废渣基质为研究对象,通过盆栽试验,筛选出适宜在该基质上生长的草本植物。结果表明,各草种出苗时间为白三叶(Trifolium repens)、红三叶(T.pratense)(3 d)<一年生黑麦草(Lolium multiflorum)、多年生黑麦草(L.perenne)(4 d)<紫花苜蓿(Medicago sativa)(5 d)<草地早熟禾(Poa pratensis)(7 d)<狗牙根(Cynodon dactylon)(15 d);多年生黑麦草的出苗率最高(83.3%),其次是一年生黑麦草、白三叶、红三叶(>60%),紫花苜蓿、草地早熟禾和狗牙根的出苗率最低(30%左右);一年生黑麦草、白三叶、多年生黑麦草的株高和分蘖数均优于红三叶、紫花苜蓿、草地早熟禾和狗牙根,适合在土法炼锌废渣基质上生长。

模拟不同pH值的雨水对炼锌废渣浸出毒性的影响

通过采集贵州省毕节地区赫章县、威宁县以及六盘水市水城县一带土法炼锌废渣,参照黔西北地区特殊的大气降雨pH变化,以pH值为3、4、5、5.5和6的硫酸溶液作为浸提剂,采用水平振荡法对废渣进行浸出实验。结果表明,炼锌废渣浸出液中Cu、Cd的浸出浓度与浸提剂pH呈显著负相关,Zn的浸出浓度与浸提剂pH的相关性不明显。在不同pH值的硫酸溶液的浸泡下,浸出液中Zn、Cu浓度变化范围分别为0.53-24.39 mg/L、0.011-10.38 mg/L,其浸出毒性在最高允许浓度范围内;Cd浓度变化范围为0.012-3.34 mg/L,浸出液中Cd最高浓度超限值11倍。同时,浸提剂pH对浸出液pH无影响,浸出液pH均值在7.43-7.86之间变动,无腐蚀性;因此,在酸沉降环境下,炼锌废渣是一种有害固体废物,其浸出毒性主要表现为Cd污染。

贵州土法炼锌废渣的矿物学特征及综合利用

废渣矿物组成较为复杂,并有较多玻璃质、微晶质和不同矿物的过渡相存在。废渣中锌主要分布在硅酸盐和锌铁尖晶石中;铅含量低,主要以铅矾形式存在;铁的主要物相为赤褐铁矿和硅酸铁;废渣含碳量高,烧失量较大。根据废渣含锌量及浸出毒性结果,将废渣分为两类处理。锌含量低且浸出毒性在国标规定范围的这一类废渣,金属回收价值不高,可作为建筑材料的原料(如水泥、混凝土及烧结砖)。另一类锌含量较高或浸出毒性超出国标规定范围的废渣,进行还原焙烧回收有价金属,90%以上的Zn和85%以上的Pb挥发进入烟尘,得到锌铅含量低且浸出毒性在国标规定范围的残渣,可用于建筑材料。

先锋修复植物对土法炼锌废渣基质养分及微生物学特性的影响

为综合评价先锋修复植物对黔西北土法炼锌废渣基质的生态修复效应,通过野外采样及室内分析研究改良的土法炼锌废渣上自然定居植物土荆芥(Chenopodium ambrosioides)和大叶醉鱼草(Buddlejia davidii)以及先锋修复植物白三叶草(Trifolium repens)和黑麦草(Perennial ryegrass)对废渣基质的养分、酶活性及微生物活性的改善效果。结果表明:与无植被修复的裸露废渣相比,4种修复植物具有明显的根际效应,表现为根际废渣pH值降低,且4种修复植物可显著(p<0.05)增加根际废渣基质的养分(N,P,K、有机质)、酶活性(脲酶、蔗糖酶、磷酸酶、过氧化氢酶)、微生物活性(细菌、真菌、放线菌、微生物量、呼吸作用强度)。相关性分析表明,植物根际废渣养分、酶活性和微生物活性之间总体上呈正相关关系,其中有效氮与蔗糖酶和磷酸酶之间,全氮与细菌之间均呈极显著(p<0.01)相关,而有效钾与呼吸作用强度、微生物量和真菌之间,真菌与脲酶和蔗糖酶之间及微生物量与脲酶、蔗糖酶、磷酸酶、过氧化氢酶之间均呈显著相关(p<0.05)。通过主成分分析计算的综合肥力指标表明,三叶草修复铅锌冶炼废渣基质的综合肥力最高,而无植被存在的裸露废渣肥力指标最低。可见,在4种先锋修复植物中,三叶草作为先锋植物对土法炼锌废渣基质的修复效果最好。因此,在土法炼锌废渣堆场生态修复过程中,可选择三叶草作为先锋植物显著改良炼锌废渣的植生特性,为在废渣堆场上快速引进其他植物提供了有利条件。

炼锌废渣中金属元素含量测定方法比较

炼锌废渣中的锌、铁、铜、铅含量分别用化学分析法和原子吸收法进行测定,试验结果表明炼锌废渣中含有锌(1.97%)、铁(6.68%)、铅(10.79%)。用两种方法测定可以看出,原子吸收法的相对偏差小于28.67%,化学分析法的相对偏差小于0.85%。相比之下原子吸收法准确度高、操作简便、测定速度快,但精确度差;化学方法准确度差,但精确度高。

对火法炼锌废渣的治理探讨从废渣中回收金属镉

一、前言从1987年开始到1988年,在雅安地区的一些县,以“投资少、见效快、效益高”而受欢迎的火法冶炼锌,几乎成了一股“热”。仅天全县目前就有大小炼锌厂九个,荣经县、名山县等也有。目前这“热”

炼锌废渣综合回收利用项目清洁生产审核实例研究

本文以炼锌废渣综合回收利用项目清洁生产审核为例,阐要分析了铅锌冶炼企业开展清洁生产审核的意义,并总结了炼锌冶炼企业常见的清洁生产方案。同时,分析评估了清洁生产审核给企业带来的“节能、减污、降耗、增效”等效益,以期能为同行业开展清洁生产审核提供参考。

炼锌固体废渣中重金属(Pb、Zn)的存在状态及环境影响

利用XRD、TEM/EDS和连续提取实验研究了土法炼锌固体废渣中重金属的矿物学特征及不同粒度中重金属的相态分布特征。与通常发现的重金属一般富集在小粒径废渣中的情况不同,本工作所研究的废渣样品中大粒径废渣与细粒径废渣相似,甚至有更高的金属含量。化学形态研究表明,冶炼过程形成的矿物(或玻璃质)集合体和堆积后的风化过程形成的次生矿物是废渣中重金属存在的主要化学相。同时发现Pb的残渣态很少(0.39%～15.75%),而Zn的残渣态较高(14.3%～46.2%),这可能与冶炼工艺所形成较多Zn的硅酸盐矿物有关。尽管可交换态Pb、Zn在不同相态中的相对比例非常小(Pb0.03%～1.30%;Zn0.03%～3.30%),但其绝对含量却比一般土壤或沉积物要高(Pb1.5～385μg/g;Zn3～590μg/g)。由于重金属可交换态有比其他化学相态更高的活动性和生物可利用性,因此,对环境有较大的潜在影响。废渣样品的微束分析表明,Pb在废渣中见有金属Pb存在形式或呈纳米金属Pb颗粒包裹于其他矿物或铁合金及熔球集合体中。同时不排除有Pb的碳酸盐矿物存在的可能。而以硅锌矿Zn2(SiO4)、锰硅锌矿(Zn,Mn)2犤SiO4犦和纤维状的丝锌铝石Zn8Al4犤(OH)8(SiO4)5犦·7H2O等矿物形式存在以及Fe、Mn等的铝硅酸盐形式存在的Zn,可能是导致Zn的残渣态较高的原因。与连续提?

黔西北土法炼锌废渣堆场修复植物叶片和废渣的生态化学计量特征

为探讨土法炼锌废渣堆场实现生态修复后废渣-植物系统中植物内稳性以及不同植被类型与氮磷限制的关系,选择黔西北威宁县猴场镇已开展生态修复达4年的土法炼锌废渣堆场为研究区域,以废渣堆场上生长良好的5种优势乔灌草植物即构树(Broussonetia papyrifera)、柳杉(Cryptomeria fortunei)、大叶醉鱼草(Buddleja davidii)、芦竹(Arundo donax)、三叶草(Trifolium repensL)为研究对象,研究5种优势植物在铅锌废渣堆场中碳(C)、氮(N)、磷(P)、钾(K)的生态化学计量特征及其相互关系.结果表明:不同优势植物修复的废渣中C、N含量较高,P、K含量较低,三叶草废渣中N、P含量显著高于其他植物(p<0.05),有效氮、有效磷与速效钾表现为三叶草废渣较高,柳杉较低;各元素化学计量特征表现为C∶P>C∶K>C∶N>N∶P>N∶K>P∶K,三叶草废渣中N∶K、P∶K显著高于其余四种植物.5种植物叶片中N含量整体较低,草本植物三叶草N、P、K含量明显高于其余几种植物;通过叶片N∶P分析表明,除三叶草生长受P限制,其余4种植物生长都受N限制.废渣与植物叶片中养分含量间的相关性表明,植物叶片中N、P、K含量分别与废渣中有效态养分(N、P、K)含量呈显著正相关(p<0.05).除叶片N∶P与废渣中有效态养分(N、P、K)含量呈正相关外,叶片中其余元素间的化学计量比均与废渣中有效态养分(N、P、K)含量呈负相关,其中叶片C∶K、P∶K与废渣中有效态养分(N、P、K)含量呈极显著负相关(p<0.01).因此,废渣中N、P、K的有效性显著影响着植物叶片中N、P、K的含量及生态化学计量特征.

三叶草和黑麦草修复对炼锌废渣剖面养分及重金属分布特征的影响

为评价两种草本植物修复5年后的土法炼锌废渣剖面上养分及重金属分布特征,以废渣堆场上人工种植的三叶草(Trifolium repens)和黑麦草(Lolium perenne)为研究对象,分析两种草本植物剖面(0~60 cm)上不同粒径废渣中养分和重金属的分布特征.结果表明:随着废渣剖面深度增加,废渣中全氮、碱解氮、全磷、有效磷含量逐渐降低,表层废渣(0~10 cm)中有机质含量大多显著(p<0.05)低于深层废渣(10~60 cm);而表层废渣(0~20 cm)的有效态氮磷含量大多显著(p<0.05)高于深层废渣(20~60 cm).有机质和全氮含量随着废渣粒径增大呈先增加后降低的趋势,其含量在粒径为0.25~0.5 mm的废渣中最高,而碱解氮和有效磷含量则随废渣粒径增大逐渐降低.三叶草修复作用下其剖面不同粒径废渣中有机质、全氮、碱解氮、全磷含量高于黑麦草.As、Cu、Pb、Zn含量随着废渣深度增加呈先降低后增加的趋势,且其在表层废渣(0~20 cm)中的含量高于深层废渣(20~60 cm).除As外,Cd、Cu、Pb、Zn的含量总体表现为随废渣粒径增大而降低.两种植物修复作用下,酸可交换态As、Cd、Cu、Zn占比均随废渣剖面深度增加而增加,酸可交换态Cd、Cu、Pb、Zn占比均随废渣粒径增大而增加.综上,三叶草和黑麦草参与下垂直剖面上不同粒径废渣养分及重金属含量分布特征具有明显的差异.

不同类型植物凋落物参与下炼锌废渣对斑马鱼抗氧化酶和神经毒性的影响

为评价矿山生态修复过程中植物凋落物参与下炼锌废渣体系浸出液对水生生物抗氧化酶和神经毒性的影响,通过模拟添加不同类型代表性修复植物(三叶草、刺槐、构树和法国梧桐)凋落物处理黔西北土法炼锌废渣,检测在不同处理废渣浸出液中暴露28 d斑马鱼(Danio rerio)组织中超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、丙二醛(MDA)和乙酰胆碱酯酶(AChE)的变化,以及红细胞DNA的损伤情况.结果表明,无凋落物组在28 d时SOD和CAT活性受到显著抑制,而添加凋落物组抗氧化酶活性在实验期间无明显规律,基本维持在正常水平;在实验期间,无凋落物组MDA含量显著升高,并在28 d时含量最高,凋落物组MDA含量并无明显升高,仅刺槐组在暴露后期(28 d)时显著高于空白组.随暴露时间延长,各处理组对斑马鱼脑AChE活性表现为先诱导后抑制的作用,并在28 d时受抑制程度明显加强.无凋落物组在28 d时DNA发生明显偏移,而添加凋落物处理后,Olive尾矩(OTM)明显缩短.综上,添加凋落物可明显降低废渣浸出液对斑马鱼抗氧化系统损伤和遗传毒性,其中阔叶高蛋白乔木构树凋落物可以显著降低炼锌废渣生态风险,可作为废渣污染控制的有机改良剂.因此,在开展金属冶炼废渣堆场生态修复过程中选取合适的植物种类及其凋落物对加速冶炼废渣生态修复进程及有效降低废渣污染物的生态风险具有重要意义.

模拟黑麦草根系有机酸参与下炼锌废渣对斑马鱼抗氧化酶和神经毒性的影响

为评价多金属矿山废渣堆场生态修复过程中,废渣在先锋修复植物根系分泌的机酸参与下浸出液对周边环境生物的影响.以斑马鱼(Danio rerio)为受试生物,通过模拟添加典型先锋植物(黑麦草)根系分泌的有机酸(草酸和酒石酸)处理贵州威宁土法炼锌废渣,以废渣浸出液对受试生物抗氧化酶和乙酰胆碱酯酶(AchE)的不同响应为评价指标,研究各处理组对斑马鱼抗氧化系统、神经系统及组织学的影响.结果表明,两种有机酸的参与均会不同程度地降低炼锌废渣浸出液的pH,并导致废渣释放出更多重金属;暴露于有机酸参与的废渣浸出液14 d后,受试生物组织中的抗氧化酶受到显著影响,并因无法克服长时间的氧化应激最终引起丙二醇(MDA)在组织中累积;有机酸参与下废渣浸出液对斑马鱼具有明显的神经毒性,长时间暴露后受试生物出现游动迟缓、呼吸慢和鳃盖张合频率降低的现象;鳃组织存在上皮细胞水肿、增生或脱落、鳃丝充血和鳃小片扭曲或断裂的现象,而肌肉组织中出现更多肌纤维核增大、固缩和碎裂的现象.综上,选用适生性和耐受性较强、根系发达且有机酸分泌量较大的先锋植物来修复多金属废渣场地将可能促进废渣中重金属的释放并引起环境生物抗氧化系统和神经系统的损伤.着眼于某些高适应高耐受劣境的先锋植物修复所带来快速复绿效果的同时,其根系分泌的有机酸可能带来的环境生态风险也应引起重视.

从湿法锌冶炼废渣中提取银和铅

对湿法炼锌废渣经焙烧和酸浸后得到的酸浸渣进行氯盐浸出提取银和铅。考察NaCl浓度、液固比、浸出温度、浸出时间对浸出过程的影响。最佳浸出条件为:NaCl浓度250g/L、液固比5∶1、反应温度80~100℃、反应时间3~4h。在最佳条件下,Ag、Pb的浸出率分别为94.7%和81%。氯盐循环浸出3次效果较好,Ag的浓度达到139mg/L,浸出率93.84%,Pb浸出率为81.23%。

响应面优化改进硫脲法浸出炼锌渣中银的工艺

采用改进硫脲法浸出含硫铁矿炼锌渣中银,用响应面方法研究了双氧水浓度[X1/(mol·L-1)]、硝酸浓度[X2/(mol·L-1)]、硫脲浓度[X3/(mol·L-1)]和浸出温度(X4/℃)对银浸出率(Y/%)的影响,并优化了浸出工艺。银浸出率与工艺因素之间的关系符合二次模型:Y=-476.0-40.17X1+58.20X2+82.15X3+12.30X4-22.65X1X3+5.03X1X4-0.51X2X4-1.08X3X4-81.47X12-3.65X22-1.30X32-0.11X42。双氧水浓度和硫脲浓度的一次项对浸出率的影响不显著,浸出温度的一次项、双氧水浓度和硫脲浓度的二次项对浸出率有着显著影响,硝酸初始浓度的一次项和二次项对浸出率有着高度显著影响。双氧水浓度与硫脲浓度,温度与双氧水浓度、硝酸浓度、硫脲浓度之间均存在高度显著的交互作用。模型拟合所得最优的浸出条件为:双氧水浓度为0.96 mol/L、硝酸浓度为4.12 mol/L、硫脲浓度为2.17 mol/L、浸出温度为55℃。此条件下,银浸出率为91.3%,接近模型预测值(92.7%)。与单因素实验相比,银浸出率提高近10%。