Hexavalent Chromium Removal from Water Using Heat-Acid Activated Red Mud

This study investigated the heat-acid activated red mud used for hexavalent chromium (Cr6+) removal from aqueous solution. The results showed that the heat-acid activated red mud enhanced hexavalent chromium removal capacity from 0.003 to 0.015 mg·g﹣1. Adsorption experiments were conducted as a function of adsorbent dosage, contact time, pH and reaction temperature. The removal efficiency was found to increase gradually when solution pH decreased and maximum removal was achieved at pH 2. The physico-chemical characteristics of heat-acid activated red mud were studied by using instrumental technique like Scanning Electron Microscope (SEM), X-ray diffraction (XRD) and X-ray fluorescence spectrometry (XRF). The experimental data fitted well to Langmuir isotherm model. Thermodynamic parameters indicated the adsorption process was exothermic reaction. The cost-effective performance and, simple operation suggest the heat-acid activated red mud can be taken as a promising sorbents for removal of Cr6+ from wastewater.

莨纱绸生产用河泥关键成分的定量方法

为了快速有效评价莨纱绸生产用河泥的品质,本文开发了一种基于比色法的莨纱绸生产用河泥关键有机成分(腐殖酸和富里酸)的定量检测方法。研究了反应试剂福林酚与碳酸钠溶液的用量、反应温度和反应时间等对显色反应结果的影响,并进行了方法学检验。研究结果表明,测试10.0 mg河泥样品,最佳反应条件为:1.0 mL、1 mol/L福林酚,0.6 mL、150 mg/mL碳酸钠溶液,3.4 mL去离子水,40℃、40 kHz超声处理条件下反应60 min,检测波长760 nm。在标准物质量浓度为0.12~0.30 mg/mL时线性相关性良好,线性相关系数为0.99834。该方法的稳定性和重复性较好,RSD值分别为0.68%、1.43%;平均加标回收率为102.96%,RSD值为3.41%。利用此方法测得佛山顺德和西樵地区河泥(莨纱绸生产用泥)及杭州下沙河泥(非莨纱绸生产用泥)中关键有机成分的总含量分别为9.64%、5.61%和1.88%,与分离称重法所得的结果相近。

复合功能型聚羧酸减水剂的制备及其性能研究

以改性聚醚异戊烯醇聚氧乙烯醚(TPEG-2400)为功能大单体,甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DMC)、丙烯酸(AA)和顺丁烯二酸酐(MA)为功能小单体,以过氧化氢(H_(2)O_(2))-抗坏血酸(Vc)氧化还原体系为引发剂,以巯基丙酸(MPA)为链转移剂,通过水溶液自由基聚合法,制备一种兼具抗泥、保坍性能的复合功能型聚羧酸减水剂。通过正交实验设计得出最佳合成条件,并通过单因素实验优化合成条件。通过FTIR、TGA、TOC进行性能表征。结果表明,最佳合成工艺条件:反应温度为45℃,n(AA)∶n(TPEG)=4.0∶1,n(DMC)∶n(TPEG)=0.75∶1,n(MA)∶n(TPEG)=0.6∶1,巯基丙酸(MPA)用量为大单体聚醚的0.65%,引发剂用量为大单体聚醚的1.27%,且m(H_(2)O_(2))∶m(Vc)=3.5∶1,A液、B液滴加时间为3.0,3.5 h。此合成工艺条件下,得到的复合功能型聚羧酸减水剂分散性能较好,对蒙脱土的敏感性较低且经时坍落度损失较小。

巨大芽孢杆菌在赤泥脱碱中的应用及作用机制

赤泥是氧化铝生产过程中产生的工业废渣,其强碱性使得赤泥存在环境污染风险高、资源化利用困难等问题。因此,急需寻求赤泥脱碱的有效方法和新途径。微生物脱碱法因其经济有效、无二次污染的特点而备受关注。本文利用巨大芽孢杆菌菌液对赤泥脱碱,通过高效液相色谱(HPLC)、XRD、SEM-EDS和FT-IR分别对细菌代谢产物、脱碱前后矿物的物相组成、微观形貌和官能团结构进行分析,研究了巨大芽孢杆菌对赤泥脱碱的作用机制。结果表明:在菌量为5.67×10^(13)CFU/mL、液固比为25(mL/g)和温度为35℃的条件下可将脱碱样品的pH值降低至8.55,10 d的单次脱碱率达到30.4%,比无菌添加时的pH值降低了1.48,脱碱率提高22.6%;脱碱后赤泥中方钠石、钙霞石等碱性矿物的衍射峰强度减弱,方解石的衍射峰强度增强,赤泥表面有菌株附着,并出现明显的溶蚀形貌,一些碱性矿物的铝硅酸盐结构被溶解;巨大芽孢杆菌主要利用代谢产生的两种含量较高的有机酸(苹果酸和丙酸)与赤泥中的碱性物质发生酸碱中和,实现对赤泥的脱碱。

循环物料在烧结机的综合利用研究实践

钢铁行业中的烧结生产一方面是为高炉提供合格的含铁炉料,另一方面是利用烧结机处置炼铁、炼钢、轧钢等工序产生的副产品瓦斯灰、OG泥(炼钢除尘灰)、氧化铁皮等。本次实践主要是根据烧结机处置不锈钢酸泥生产过程中存在的问题,开展了烧结配矿研究、工艺设备改进、工艺参数优化等工作,最终达到了不锈钢酸泥等循环物料的经济利用和无害化处置目的。

基于注汞法的液冷花岗岩微观特性实验研究

在开采高温储层的过程中,微观特征变化重要影响深部热储层人工裂隙网络的建立。因此,研究该过程中微观特征的变化对深部地热能的安全高效开采具有重要意义。采用液体冷却(包括酸冷却和水冷却)处理高温花岗岩,模拟向高温储层注酸情况,以获取相应条件下的花岗岩试样。随后,使用扫描电子显微镜-能量散射谱(SEM-EDS)和高压注汞法对样品进行测试。SEM-EDS结果显示,水冷却几乎不会影响元素的组成,酸冷却导致氧、硅和金属元素减少。在两种情况下,都观察到了孔隙和裂缝的形成。此外,与水冷却相比,酸冷却的样品表面更加不平整、疏松和粗糙。注汞法测试结果显示,随着处理温度的升高,液冷花岗岩样品的孔隙率、孔隙体积和比表面积有增加,但分形维数呈相反的趋势。研究结果表明,与水冷却相比,酸冷却条件对花岗岩的腐蚀作用使各项参数的变化更加显著,在酸冷却过程中产生更多的孔隙,提供更好的运输空间,使孔隙结构的复杂性降低。在高温储层的地热能有效提取方面,酸冷却具有更大应用潜力。

酸性干湿循环下赤泥-石灰固化镉铅污染土性能

为实现固废资源化利用并达到以废治废,变废为宝的目的,提出采用赤泥-石灰作为固化剂对镉、铅重金属污染土进行固化/稳定化处理,通过酸性干湿循环试验、无侧限抗压强度试验、毒性浸出试验以及微观结构分析,研究不同固化剂配比、污染物浓度、溶液pH值和干湿循环次数对赤泥-石灰固化剂固化污染土的质量损失率、强度变化、毒性浸出浓度以及微观形态的影响。结果表明:在各种条件下,R4C4固化土质量损失率最低;在溶液pH值为7、干湿循环下,固化土抗压强度随石灰掺量增加而增加,随循环次数的增加先增大后减小,在循环次数为两次时达到峰值;溶液pH值减小时,强度也随之减小;浸出浓度随循环次数以及溶液pH值的增大而增大,在初始浓度为M1时所有试样均满足标准要求;在多次酸性干湿循环后土体出现裂缝,且水化物减少导致结构被破坏。

宜宾浓香型白酒产区窖泥生态监测

为探究宜宾浓香型白酒产区窖泥生态监测的合理指标体系,针对来自生产背景相似的6家酒企的32个窖泥样品,通过比较原酒感官品质具有显著差异的窖池窖泥的理化指标、主要有机酸及细菌区系,分析其与原酒风味物质、风味特征的关系,发现宜宾浓香型白酒产区窖泥pH为(4.66±1.43),酸度为(1.04±0.75)mmol NaOH/10 g,电导率为(711±321)μs/cm,钙离子含量为(32.6±67.0)mg/kg,铁离子含量为(20.7±24.8)mg/kg,速效氮含量为(97.1±42.4)mg/kg,速效磷含量为(137±60)mg/kg,速效钾含量为(275±122)mg/kg,以2-乙基丁酸计的己酸、乙酸、己酸乙酯、丙酸、己酸己酯、丁酸含量分别为(6.49±2.84)、(0.04±0.05)、(1.15±1.07)、(0.04±0.05)、(0.97±0.98)和(0.20±0.13)g/100 g,Caproiciproducens、Syntrophaceticus、Syntrophomonas、Clostridium、Lactobacillus、Sedimentibacter等是窖泥中的优势细菌。原酒感官品质较好的窖池窖泥具有如下共性特征,pH为(6.17±1.57),酸度为(1.14±0.92)mmol NaOH/10 g,己酸己酯含量相对较高,丁酸含量相对较低,Caproiciproducens、Caloramatoraceae、Peptostreptococcales-Tissierellales丰度相对较高,Sporosarcina丰度相对较低。结果表明,窖泥的p H、酸度、电导率、钙离子含量、铁离子含量、速效氮磷钾含量、主要有机酸及己酸酯含量、优势细菌丰度可从不同角度反映窖泥生态状况,适宜作为宜宾浓香型白酒产区窖泥生态监测指标。

紫云英-赤泥联合修复对中轻度镉污染稻田土壤性质和水稻产量的影响

通过盆栽试验,研究了紫云英(Astragalus sinicus L.,CMV)-赤泥(RM)联合修复对中轻度镉污染稻田土壤性质和水稻产量的影响。结果表明,在水稻不同生育期,联合修复法CMV-RM1和CMV-RM2处理的土壤p H值增幅均低于RM1和RM2处理。在整个生育期内,CMV-RM1和CMV-RM2处理的pH值高于对照,差异均达显著水平(P<0.05),但CMV-RM1与CMV-RM2处理间差异不显著。不同时期CMV-RM1和CMV-RM2处理的土壤有机质、阳离子交换量、碱解氮含量均较其它处理高,但CMV-RM1与CMV-RM2处理之间差异不显著。与对照、单纯添加赤泥处理(RM1、RM2)以及翻压紫云英处理CMV相比,CMV-RM2、CMV-RM1处理的株高、有效穗数、每穗粒数、结实率、千粒重、产量均高于其他处理,但CMV-RM2、CMV-RM1处理之间差异均不显著。因此,与单独添加赤泥或单纯翻压紫云英修复相比,CMV-RM联合修复是修复镉污染酸性水稻土的一种经济、高效、可重复的修复方法。从既达到修复效果,又尽可能减少化学修复剂使用量上考虑,建议采用CMV-RM1处理。

烧结机协同处置钢铁厂酸碱泥试验研究

通过烧结杯中试试验考察了配入酸碱泥后对烧结工况、产品质量与环保指标的影响。结果表明,配入5.0‰的酸碱泥后,烧结矿的转鼓强度保持在79%以上,浸出毒性远远低于标准限值,烧结工序中的各种污染物含量无明显升高,表明烧结协同处置酸碱泥不会对烧结工序产生二次污染,并实现了固体废物资源的回收利用。

赊店老酒窖池中产己酸菌分离鉴定及产酸条件研究

窖泥己酸菌是重要的窖泥产酸功能菌,所生成的己酸是生产浓香型白酒主体香气己酸乙酯的主要成分,将其应用于白酒的生产,可提高白酒的香气和质量。本研究从赊店老酒不同窖池的窖泥和黄水中筛选产己酸菌株并进行分离纯化,通过硫酸铜显色及气相色谱分析检测,初筛从118株菌株中获得了96株可产生己酸和丁酸的菌株,大部分为兼性厌氧型菌株。其中10株高产己酸菌经分子鉴定属于赖氨酸芽孢杆菌属(Lysinibacillus),芽孢杆菌属(Bacillus),拉梅尔芽胞杆菌属(Rummeliibacillus),寡养单胞菌属(Stenotrophomonas),棒杆菌属(Corynebacterium)。己酸菌拮抗对峙实验结果表明10个菌株之间均无拮抗作用,可以进行混合培养。培养基中乙酸钠浓度从0.5%增加到1.0%时,产物中丁酸和己酸的总酸量最高,超过1.5%时己酸和丁酸的总量反而下降。74%的菌株在厌氧条件下产总酸量要高于好氧条件下产总酸量,厌氧条件下63%的菌株在30℃时产总酸量高于37℃时的产酸量。5株高产己酸菌在18 d发酵过程中菌浓度随着培养时间而逐渐增加,丁酸在发酵中期达到高峰并逐渐下降,己酸在发酵后期逐渐累积,产量最高达到3 g/L。

赤泥硫酸铵焙烧浸出液水解制备偏钛酸的研究

采用选择性水解的方法利用赤泥硫酸铵焙烧熟料浸出液制备偏钛酸以回收钛。首先添加还原铁粉作为还原剂,将浸出液中的三价铁离子还原为二价铁离子,然后控制水解条件,将浸出液中的四价钛离子通过水解反应合成偏钛酸并对其进行分离回收。研究结果表明,浸出液中钛水解的最佳工艺条件:还原铁粉加入量为三价铁离子完全还原为二价铁离子所需铁粉的理论量、水解温度为140℃、水解时间为4 h、终点pH=2.0、添加晶种的含钛量占浸出液总钛含量的9%。在优化的工艺条件下,浸出液中钛的水解率达到95%;偏钛酸产物具有锐钛矿晶型且结晶度较低;产物形貌为不规则的圆形球体颗粒及块状聚集体,具有一定程度的团聚现象;偏钛酸颗粒吸附有一定量的硫酸盐,经计算水解产物组成为TiO_(2)·0.7H_(2)O·0.08SO_(3)。

腐殖酸改良脱碱赤泥的环境风险评估

处理过酸性矿涌水的赤泥如果未经处理大量堆存会对环境造成严重的危害,对其进行土壤化改良是实现其大宗消纳的一种可行性方法。腐殖酸呈酸性,是自然界中广泛存在的大分子有机物质,其对土壤的修复和改良作用十分明显。为研究腐殖酸改良脱碱赤泥的环境风险,通过腐殖酸联合脱碱赤泥试验,对脱碱赤泥及其浸出液的理化性质进行了分析,并对添加腐殖酸后脱碱赤泥的浸出风险进行了评估。结果表明:添加质量百分比(腐殖酸:赤泥)为10%的腐殖酸改良脱碱赤泥效果最好。此时,脱碱赤泥pH由9.1降至7.8左右;脱碱赤泥在pH较高时电动电位(Zeta电位)绝对值由20增大到28;腐殖酸中的富里酸类物质会逐渐转变成更加稳定的胡敏酸类物质;脱碱赤泥浸出液金属离子浓度降低,对赤泥金属离子固定有一定积极作用。综上,腐殖酸改良脱碱赤泥可以降低脱碱赤泥的环境风险。

高效液相色谱法同时测定窖泥和养窖液中四种有机酸

建立了高效液相色谱快速测定窖泥和养窖液中4种有机酸的方法。以甲醇和磷酸水溶液为流动相,通过梯度洗脱,在C18色谱柱中进行分离。该方法线性关系良好,R2大于0.9990,样品的回收率为90.26%~103.95%,相对标准偏差小于5.99%,适用于日常分析。

硫酸/草酸体系下拜耳法赤泥中铁铝浸出行为的差异

为探清赤泥中的Fe、Al在硫酸草酸体系中浸出行为差异,比较研究了两种酸浸体系下广西某铝厂拜耳法赤泥中Fe、Al的浸出规律及机制。主要考察了酸浸过程因素对Fe、Al浸出效果的影响,比较分析了最佳试验条件下拜耳法赤泥中Fe、Al在不同酸浸体系的浸出差异,并通过浸出动力学和热力学分析阐述了硫酸草酸体系下Fe、Al的浸出过程机理。研究表明,试验条件下,硫酸对Fe、Al的浸出效果均优于草酸;酸性溶液中赤泥各元素的浸出具有阶段性,其中Al的浸出优先于Fe;硫酸草酸体系中对Fe浸出的效果差异主要体现在无机酸酸根和有机酸酸根供电子能力和作用机制不同,对Al浸出的效果差异主要体现在对赤泥中铝氧化物的作用机制不同。这一发现对充分利用不同酸处理赤泥、优化分离提取赤泥中有价金属提供了新思路。

赤泥微生物脱碱试验及机理探究

赤泥是制铝行业产生的碱性工业废渣,其强碱性是制约赤泥综合利用的主要因素。利用微生物对赤泥进行脱碱以降低赤泥对环境的危害。探究了巨大芽孢杆菌菌粉添加量、处理时间、液固比、培养方式及空气供应等条件对赤泥脱碱的影响。借助XRD、SEM分别对赤泥及脱碱渣进行矿相组成和表面形貌分析,利用HPLC对菌株进行产酸分析。结果表明,在赤泥用量20 g、菌粉添加量20 g、液固比7.5,震荡培养条件下,赤泥试样的pH可从10.3降至6.5左右,且最终可以保持在7.5;赤泥中主要的含碱矿物钙霞石衍射峰明显减弱,碳酸钙衍射峰加强;经过处理之后的脱碱渣物理结构更加规则;赤泥pH降低是微生物代谢产生的酸中和作用所致,巨大芽孢杆菌代谢有机酸主要为丙酸和苹果酸。

赤泥磷酸浸出液中稀土的萃取行为研究

赤泥是铝土矿生产氧化铝过程中产生的固体残渣,含有铁、硅、铝、钛及稀土等多种有价组分。在已预先分离赤泥中大部分铁、硅、铝、钛的前提下,采取溶剂萃取的方式对赤泥磷酸浸出液中的稀土作进一步分离与纯化,研究了在中性磷型萃取剂TBP、酸性磷型萃取剂P204和P507分别作用下,稀土La、Ce、Sc、Y以及主要杂质组分Al、Fe、Ti、Ca的萃取行为,结果表明:TBP对稀土的萃取效果较差,P507对稀土Sc、Y及杂质Fe、Ti的萃取能力较强,P204萃取稀土的能力优于P507;采用质量分数2%P204作为萃取剂,在溶液pH为1.5、相比为1∶3的条件下,磷酸浸出液中Sc、Y的萃取率分别为90%、99%,La、Ce及杂质Fe、Al、Ti、Ca萃取率均低于5%;将P204质量分数升至20%,La、Ce萃取率可分别达到85%、95%。因此可通过采用P204分步萃取的方式有效分离磷酸浸出液中的稀土。

乳酸对浓香型白酒窖泥微生物群落的影响研究

利用高通量测序仪分析乳酸胁迫下浓香型白酒窖泥中微生物群落结构变化规律。结果表明,在门水平下,在发酵环境pH≤4.0时,窖泥微生物群落结构变化具有显著性差异;当pH≤4.0时,优势菌门主要为厚壁菌门(Fimicutes)(90%以上);当pH>4.0,优势菌门主要为厚壁菌门(Fimicutes)和变形菌门(Proteobacteria),前者随发酵时间增加呈逐渐增加的趋势,后者随发酵时间增加呈逐渐减少的趋势。在属水平下,优势菌群以热厌氧杆菌属(Thermacetogenium)和梭菌属(Clostridium)为主,随发酵时间增加呈逐渐增加的趋势;在pH≤4.0时,热厌氧杆菌属(Thermacetogenium)和梭菌属(Clostridium)的相对含量均高于在pH5.0胁迫发酵条件下和对照组。

从废弃物中回收稀土金属钪的研究进展

钪作为一种稀土金属,在许多行业得到了广泛的应用。从含钪废弃物中回收钪,不仅可以解决废弃物污染环境的问题,还可以缓解我国钪供应量严重不足的现状。本文综述了从各种含钪废弃物(赤泥、钛白废酸、钨渣、粉煤灰)中回收钪的研究进展,并对我国钪回收工艺技术的发展进行展望,指出钪回收工业将向高效化、低成本化和绿色化的方向发展。