钒铬还原渣煅烧-酸浸法制备氧化铬试验研究

钒渣提钒废水处理过程产生钒铬还原渣。采用煅烧-酸浸法制备氧化铬,考察了马弗炉煅烧钒铬还原渣-盐酸浸出煅烧产物分离钒铬工艺条件。在1000℃下煅烧钒铬还原渣120 min可将其中的低价钒氧化成五价钒,但三价铬不会被氧化。煅烧产物经盐酸在液固比7∶1、pH 2.5、60℃条件下浸出60 min,滤渣中的Cr_(2)O_(3)含量超过95%。

一株铬还原菌的分离鉴定及铬还原特性研究

铬污染是目前最为普遍的重金属污染物之一,一定浓度的Cr(Ⅵ)会威胁动植物健康。用微生物修复技术降解高毒性的Cr(Ⅵ)可为环保高效的铬污染治理开辟新途径。针对从湖南某铬盐厂污染区土壤中分离筛选出的铬还原菌G12进行菌种鉴定及铬还原特性研究,明确该菌株的最适生长条件,考察其在不同环境条件下的铬还原效果,为原位微生物修复技术实际工程应用提供理论依据。通过菌株形态特征和16S r RNA基因序列分析,确定该菌株为革兰氏阳性芽孢杆菌,鉴定为短小芽孢杆菌(Bacillus pumilus)。研究发现B.pumilus G12的最佳生长温度和p H分别为30℃和9.0;且菌株铬还原能力随着初始Cr(Ⅵ)浓度的升高而下降;在50、100、200、400和600 mg·L^(-1)初始Cr(Ⅵ)浓度条件下其铬还原率分别为66.2%,35.7%,26.1%,16.0%和6.0%。在改变环境过程中,该菌株以甘油为外加碳源电子供体时对Cr(Ⅵ)的还原率可达100%,在60 h可将50mg·L^(-1)Cr(Ⅵ)还原为零;菌株G12培养可耐受较高盐浓度,在10 g·L^(-1) Na Cl盐浓度下菌株的还原能力最佳,Cr(Ⅵ)的去除率为70%;将菌株分别培养在含不同重金属离子的培养液中,菌株G12还原能力均受到抑制。对菌株G12的铬还原能力的初步研究结果表明,菌株G12在铬污染修复中具有良好的应用潜力。

煅烧-碱浸法从钒铬还原渣中分离回收钒铬

通过煅烧-碱浸法从钒铬还原渣中分离回收钒铬,考察了煅烧反应过程并探讨了煅烧-碱浸条件对浸出钒的影响。结果表明:煅烧过程中Cr(Ⅲ)和V(Ⅳ)反应生成中间产物CrVO4,随后CrVO4分解为Cr2O3和V2O5;相同浓度条件下,在V2O5浸出效果方面NaOH要优于Na2CO3,提高浸出介质浓度和延长浸出时间有利于V2O5的浸出,而浸出温度对V2O5浸出无明显影响,钒铬还原渣在850℃煅烧1.5 h后经3 mol·L?1 NaOH在90℃浸出1.5 h,滤渣中的Cr2O3质量分数高于96%,钒、铬的浸出率分别为87.3%和小于1%,另外,利用酸性铵盐法能够沉淀滤液中97%的钒。

六价铬还原细菌Bacillus cereus S5.4的筛选鉴定及还原特性研究

六价铬生物毒性极大，是造成环境污染的主要重金属之一，其生物治理策略已引起了广泛关注。已经发现许多微生物具有六价铬抗性和还原性，但能工业应用的还十分有限。从宝钢电镀污泥中分离得到一系列高六价铬抗性菌株，其中一株S5．4显示出高六价铬还原性，经形态和生理生化特征及16s rDNA序列比对，鉴定为Bacillus cereus。该菌株好氧生长，在固体LB培养基上培养48h能耐受40mmol／L Cr^6＋，并对Mn^2＋、Ba^2＋和Mo^6＋也显出高抗性；在液体LB培养基中培养72h完全还原2mmol／L Cr^6＋，并能在补充培养基和六价铬的条件下连续还原。该菌株还原六价铬时，最适浓度为2mmol／L Cr^6＋，最适温度范围30～37℃，最适pH7～9。

钒铬还原渣富氧焙烧-碱浸提钒工艺研究

利用富氧焙烧-碱浸提钒工艺分离回收钒铬还原渣中的钒、铬。探讨了焙烧与浸出条件对钒、铬浸出率的影响。结果表明:在富氧气氛下,适当提高焙烧温度和延长焙烧时间有利于低价钒的氧化,从而提高钒的浸出率;选用Na OH作为浸出介质,有利于钒的浸出,且铬的浸出很少;适当提高碱液浓度和延长浸出时间效果更佳;浸出温度对钒、铬的浸出影响较小。钒铬还原渣在880℃下富氧焙烧2 h后经3 mol/L Na OH溶液在液固比为4∶1,温度为70℃下浸出1 h,钒的浸出率达92.36%,铬的浸出率小于6%。含钒碱浸液经酸性铵盐沉钒方式回收其中的钒,铬渣可另作他用。

海洋沉积物中自生黄铁矿研究的体视镜挑选与铬还原处理方法对比——来自南海北部陆坡Site 4B站位的研究

黄铁矿是大陆边缘海相沉积物中常见的自生矿物类型之一,对沉积环境变化、早期成岩作用和天然气水合物均有重要的指示意义。体视镜挑选和铬还原处理两种方法是目前研究海相沉积物中自生黄铁矿的最常用方法,但少有对这二种方法进行对比研究的报道。本文采用上述二种方法对取自南海北部陆坡神狐海域Site 4B站位的浅表层沉积物中的黄铁矿进行了测试与分析,结果表明二种方法获得的黄铁矿相对含量及其硫同位素值的主要变化特征均有良好的同步性,且二种方法结果的差值基本保持在一定的误差范围内,说明任何一种方法都可以有效地反映沉积物中黄铁矿相对含量及其硫同位素值的主要变化规律。然而,上述二种方法从操作性和经济实用性上存在较明显的差别,铬还原处理方法从理论上更为科学和准确,但是体视镜挑选方法具有明显的易操作、经济性和实用性。本文研究后建议在实际应用过程中不妨将两种方法结合,即初期样品处理采用体视镜挑选方法,获得整个沉积物中黄铁矿产出变化规律,后期对变化明显区段采用铬还原处理方法进行更精确研究。

地下海水池塘六价铬还原菌的多样性研究

从六价铬超标的地下海水池塘中采集底泥,以2216E培养基添加重铬酸钾为手段,筛选出对六价铬离子具有抗性的特异菌株。用细菌通用16SrDNA引物进行PCR扩增,PCR产物纯化后连接pMD18-T载体,导入大肠杆菌感受态细胞。然后对插入片段测序获得分离培养菌株的16SrDNA碱基全序列。通过NCBI比对,对分离的抗性菌株进行分子鉴定,确定其所属的分类地位。用PHYLIP软件,对16SrDNA碱基序列构建系统进化树,分析地下海水池塘六价铬还原菌的多样性。试验结果获得8株对六价铬有明显抗性的菌株,测序后发现8株菌为不同种的菌株,16SrDNA核酸序列相似度为88%,与已发表的序列或菌株的相似性为98%以上,属于6个属的8个不同的种。研究结果表明,铬超标地下海水池塘的活性底泥中六价铬抗性细菌菌株多样性十分丰富,通过进一步的还原性研究,可以筛选出对六价铬有还原特性的抗性菌株。

钒铬还原渣综合利用技术进展

钒铬还原渣是有色金属冶金领域最为常见的一种废渣,含有高含量和高价值的钒与铬,迫切需要对其加以回收和利用。由于钒铬的化学性质相似,钒铬的提取、分离和利用一直是困扰人们的关键难题。在阐述钒铬还原渣综合利用的必要性基础上,介绍了最新的钒铬还原渣综合回收利用工艺,探讨了新工艺的优缺点,并提出了钒铬还原渣综合利用的建议。

铬还原酶T体外合成及活性鉴定

目的：克隆沙雷氏菌CQMUS2中铬还原酶T（Chromate reductaseT，ChrT）的全基因，构建其原核表达载体并转化至大肠杆菌中表达蛋白。分析表达产物的活性。方法：应用PCR技术，以耐铬沙雷氏菌CQMUS2基因组DNA为模板扩增chrT全基因。将该基因连接至表达载体pET-28a（＋）并转化进大肠杆菌感受态细胞E．coli BL21（DE3）表达，用酶促反应鉴定重组chrT酶的活性和cr（Ⅵ）还原能力，探索其最适pH和温度。结果：克隆出的chrT全基因长为567bp，编码188个氨基酸，分子量约20kD：IPTG诱导10h后，在大肠杆菌中成功表达了目的蛋白，其碱基序列和分子量与ch门酶一致；纯化后，chrT酶能还原酶促反应体系中的cr（Ⅵ）。使实验组cr（Ⅵ）含量明显低于对照组（P=0．000），其酶活可达997U／L；ChrT酶的最适pH为6．5-7．5，最适温度为37℃。结论：ChrT酶具有cr（VI）还原活性，为进一步研究高效除铬基因工程菌奠定了基础。

钒铬还原渣资源化利用技术进展

钒铬还原渣为有色冶金领域重要危险固体废弃物,产生源头多,成分复杂。由于还原渣中的钒铬性质相似,钒铬分离一直是困扰还原渣资源化的关键难题。本文在阐述还原渣资源化利用必要性的基础上,讨论了还原渣利用的现状,并介绍了还原渣资源化利用的各种技术及其优缺点,提出了加强还原渣资源化利用的建议。

钒铬还原渣酸浸液中钒铬初步分离工艺

钒铬还原渣是钠化提钒过程的典型危险固体废弃物,其资源化利用需求迫切。中国科学院过程工程研究所提出钒铬还原渣硫酸酸解-钒铬初步分离-铬/钒/铁络合深度分离技术路线,并在攀钢集团建成万吨级示范工程。本文重点考察钒铬还原渣酸解液中钒铬初步分离原理及工艺,研究了H_(2)O_(2)和Na_(2)S_(2)O_(8)两种氧化剂对沉钒效果的影响,并通过实验确定了最佳工艺条件。结果表明:以H_(2)O_(2)为氧化剂时,H_(2)O_(2)与钒摩尔比为0.75、氧化温度为60℃、初始溶液pH为2.0、氧化时间为60min、水解温度为95℃、水解时间为2.5h的条件下可得到84.2%的沉钒率;以Na_(2)S_(2)O_(8)为氧化剂时,Na_(2)S_(2)O_(8)与钒摩尔比为0.65、氧化温度为90℃、氧化时间为45min、沉钒初始溶液pH为2.5、沉钒温度为90℃、沉钒时间为2.5h的条件下可获得93.1%的沉钒率。过硫酸钠氧化过程温和,沉钒率高,铬损失小,更适合工业推广应用。采用SEM获得了沉淀产物的微观形貌,煅烧后得到V_(2)O_(5)产品,采用XRF获得了产品组成,通过X射线衍射确定得到的V_(2)O_(5)产品为正交晶型。

一株Cr(Ⅵ)抗性菌株的筛选鉴定及铬还原特性研究

从台山惰性拆建物料处置区海域沉积物中筛选分离出一株六价铬Cr(VI)抗性菌株Y1,经形态、生理生化分析及16S rRNA序列比对研究,鉴定该菌株为芽孢杆菌属;该菌株的最佳生长温度为35℃,最佳生长pH为7.5;在Cr(VI)初始质量浓度为25 mg/L时,该菌株的去除效果最佳,对Cr(VI)的去除效率可达88.0%。对反应过程中的pH、温度、盐度以及Cr(VI)初始质量浓度进行调节,对于改善Cr(Ⅵ)抗性菌株去除Cr(Ⅵ)污染效果具有重要意义。

铬还原酶ChrT工程菌的遗传稳定性研究

目的研究重组铬还原酶ChrT工程菌的遗传稳定性。方法将ChrT工程菌传至50代,每10代进行遗传稳定性相关检测。同时设置不加菌液的对照组作为空白对照组。结果各代ChrT工程菌的菌落生长形态、革兰染色、生化反应结果与原代菌株一致;各代ChrT工程菌质粒稳定,ChrT基因序列未见突变或丢失;经异丙基硫代-β-D-半乳糖苷(IPTG)诱导表达后,各代ChrT工程菌的目的蛋白表达水平与原代无明显差别;在含六价铬[Cr(Ⅵ)]50 mg/L的LB液体培养基中,与空白对照组比较,48 h后各代ChrT工程菌培养基中Cr(Ⅵ)的质量浓度明显减少,差异均有统计学意义(P<0.05);各代ChrT工程菌间除Cr(Ⅵ)能力比较,差异无统计学意义(P>0.05)。结论 ChrT工程菌生物学特性稳定,可用于治理环境中Cr(Ⅵ)的污染。

新型六价铬还原剂在水泥生产中的应用

本文介绍了水泥中六价铬的来源及对人体的危害,并对新型六价铬还原剂在水泥生产中的应用进行了总结分析。应用结果表明,1.0‰的添加量可将P·O 42.5水泥中可溶性六价铬含量从23.72mg/kg降至7.27mg/kg(小于10mg/kg的限定值),吨成本在5元左右且对水泥性能基本不产生影响,为水泥行业环保降铬提供了新思路。

WO_(3)/ZnIn_(2)S_(4)异质结复合光催化剂的构筑及其光催化还原六价铬的性能研究

通过两步水热法合成了一系列不同WO_(3)掺杂含量的新型WO_(3)/ZnIn_(2)S_(4)异质结复合光催化剂,并且应用X射线粉末衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、氮气物理吸附-脱附(BET)等表征仪器对光催化剂样品进行表征。在金卤灯光源的照射下,以20 mg/L的Cr(VI)溶液为目标污染物进行评价其光催化性能。实验结果表明,WO_(3)/ZnIn_(2)S_(4)异质结复合光催化剂的光催化性能明显高于单纯的WO_(3)和ZnIn_(2)S_(4)。当WO_(3)与ZnIn_(2)S_(4)物质的量之比为0.20即0.20-WO_(3)/ZnIn_(2)S_(4)异质结复合光催化剂表现出最高的光催化还原Cr(VI)性能。光催化性能增加的主要原因可能是由于WO_(3)/ZnIn_(2)S_(4)异质结的形成可以有效地抑制光生电子和空穴对的复合,并有效促进光生电子和空穴对之间的分离。

没食子酸还原六价铬反应动力学规律研究

实验研究了不同p H值,温度和六价铬初始浓度等条件对没食子酸还原六价铬的反应动力学的影响,分别建立六价铬还原反应速率常数关于氢离子浓度和温度的函数方程.结果表明：p H值为2.0~5.0时,没食子酸与六价铬发生的氧化还原反应符合准一级动力学反应;而p H值为6时,因[H＋]不足,二者的反应不符合准一级动力学反应.在p H值为2.0~5.0时,六价铬反应速率常数（103kobs）分别是是951.6、103.6、17.3和7.5h^-1.p H值为2.5时,温度升高,反应速率常数快速增加;温度为30℃时,没食子酸还原六价铬的反应速率常数分别是温度为20℃和10℃时反应速率常数的1.61倍和3.68倍.不同初始浓度六价铬的反应体系中,六价铬反应速率常数随着反应体系中六价铬与没食子酸初始浓度比值的增加而逐渐减小.利用最小二乘线性回归法和阿伦尼乌斯公式分别建立了六价铬还原反应速率常数关于氢离子浓度和温度的函数方程,为预测和分析没食子酸还原六价铬反应过程中六价铬的反应速率常数和浓度变化情况提供动力学模型参考.

Al(Ⅲ)对糖浆溶液中有机还原物质还原六价铬的影响

通过批实验研究了Al(Ⅲ)对糖浆溶液化学还原六价铬反应的影响,揭示了不同条件下Al(Ⅲ)对六价铬还原反应动力学的影响.结果表明:Al(Ⅲ)能够促进糖浆溶液还原六价铬反应进行;其作用机制是Al(Ⅲ)与糖浆溶液中有机还原物质及Cr(Ⅵ)反应形成三者的络合物,降低糖浆中多酚等有机还原物质还原Cr(Ⅵ)的反应活化能,提高六价铬还原反应速率.Al(Ⅲ)存在时,该六价铬还原反应符合准一级动力学反应;pH 2.0,2.5,3.0,3.5时,添加Al(Ⅲ)的实验组中六价铬反应速率常数比对应的空白对照组中反应速率常数分别增加了0.0251,0.0139,0.0058,0.0048h^(-1).添加Al(Ⅲ)前后反应体系中六价铬还原的反应活化能(Ea)分别为66.38,62.80kJ/mol.当糖浆浓度不足时,Al(Ⅲ)能够提高糖浆溶液还原六价铬的反应去除率.

驯化抗强碱性Cr(Ⅵ)还原菌在微生物处理含铬废水的研究

将微生物所需营养物质混入水泥中，然后附着于聚苯乙烯制备的轻质滤料表面制备营养滤料，可应用于微生物处理含铬废水，但由于水泥的碱性较强，而Cr（Ⅵ）还原菌的抗强碱性能力较差，从而导致挂膜困难，因此驯化一种抗强碱性Cr（Ⅵ）还原菌是试验的突破点。在前期试验基础上，继续驯化Cr（Ⅵ）还原菌，获得了在强碱性（pH值为10～11）条件下能顺利挂膜的cr（Ⅵ）还原菌，并能同时有效地处理含Cr（Ⅵ）废水。

钒铬还原渣碱浸提钒工艺及其动力学

采用常压下空气氧化-碱浸工艺,对钒冶炼的钒铬还原渣进行提钒.通过正交实验考察了碱浓度、浸出温度、液固比对钒浸出率的影响,研究了钒的浸出动力学.结果表明,最佳条件为碱浓度100 g/L、浸出温度100℃、液固比4 m L/g、浸出时间1 h.该条件下钒浸出率最高达98%.钒的浸出过程符合核收缩模型,受扩散步骤控制,表观活化能为11.04 k J/mol.