三乙烯四胺修饰交联壳聚糖对锰矿废水中锰离子(Ⅱ)的吸附研究

利用三乙烯四胺修饰交联壳聚糖吸附锰矿废水中Mn~(2+),通过考察吸附剂质量浓度、溶液pH及吸附时间的影响,采用L_9(3~4)正交试验确定吸附1.2 mg/L Mn~(2+)废水的最佳条件为:20.0 mg/mL三乙烯四胺修饰交联壳聚糖,在溶液pH=6.5下,振摇吸附5.5 h,Mn~(2+)去除率98.4%,吸附后废水中Mn~(2+)浓度为0.02 mg/L,满足国家规定地表水锰含量要求,从而可为相关行业的水污染处理提供参考。     

还原-中和工艺处理氧化钒废水

采用还原-中和工艺处理氧化钒废水,处理规模为120 m~3/h。废水呈酸性,主要含有钒、铬、镁、锰、钙等污染物,具有酸性强、成分复杂、水质变化大、毒性大、可生化性差等特点,在进水SS 2000~4000 mg/L、V~(5+)100~400 mg/L、Cr~(6+)100~200 mg/L、Mg~(2+)1000~3000 mg/L、Mn~(2+)10000~15000 mg/L、Ca~(2+)500~1500 mg/L、SO_4~(2-)30000~40000 mg/L、p H值2.0~2.5、温度70~80℃时,对应其出水达到SS 100~400 mg/L、V~(5+)0.01~0.1mg/L、Cr~(6+)0.01~0.1 mg/L、Mg~(2+)1000~2000 mg/L、Mn~(2+)1000~2000 mg/L、SO_4~(2-)15000~25000 mg/L、p H值4~6的回用指标要求。该工艺流程简单,设备自动化程度高,初沉、还原、中和、沉淀、过滤、调酸等是该处理工艺的核心,保证了回用水水质,具有良好的经济及环境效益。     

“絮凝沉淀-电氧化-电气浮”联合工艺处理含Mn~(2+)采选综合废水试验研究

湖南某矿山采选综合废水中含有Zn~(2+)、Mn~(2+)等重金属离子,其中Mn~(2+)含量达15.34 mg/L、Zn~(2+)含量达5.24 mg/L、COD含量181 mg/L,废水经"絮凝沉淀-电氧化-电气浮"联合工艺处理后,出水水质达到国家《污水综合排放标准》(GB8978-1996)一级排放标准。新工艺具有除锰效果好、含锰渣不反溶、操作简便、易控制等优点,在矿山废水治理与回用领域具有良好的应用前景。     

曝气条件下氧化锰砂处理含锰废水研究及工程应用

低浓度含锰废水由于资源化回收价值不大,需要一种低成本的水处理工艺。针对低浓度含锰废水特征,开展了在曝气条件下利用氧化锰砂处理含锰废水的试验研究,结果显示废水的初始pH值对除锰效果影响显著,不同种类的氧化锰砂对除锰效果影响不大。含锰废水经处理后,锰浓度可从23 mg/L下降到0.46 mg/L,达到Mn~(2+)浓度低于2 mg/L的排放指标要求。工程应用表明,曝气条件下锰砂滤池可以有效去除溶液中的Mn~(2+),含锰和氨氮在15 mg/L以内的废水,通过处理均能达到(GB 8978-1996)排放指标要求,每立方米废水的运行费用0.675元,运行成本低,对于低浓度含锰废水曝气条件下锰砂接触氧化是一种简单有效、经济可行的水处理工艺。     

铁炭微电解法去除电解锰废水中Mn~(2+)试验研究

研究了采用铁炭微电解法去除电解锰生产废水中的Mn~(2+),考察了各种因素对Mn~(2+)去除效果的影响。结果表明:在废水初始pH为4.0、反应时间为150min、反应温度为20℃、铁炭质量比为1∶1、曝气条件下,Mn~(2+)去除率达92.22%,效果较好;出水经加碱混凝沉淀,Mn~(2+)去除率达98.87%,残留量为1.67mg/L,达到国家污水排放标准。     

高碳酸盐型铀矿床微酸中性地浸采铀试验

某砂岩铀矿碳酸盐含量高,为避免常规酸法或碱法地浸的化学堵塞,开展了微酸中性地浸试验。以0.3g/L的硫酸溶液为溶浸剂,双氧水、氧气为氧化剂。浸出体系pH控制在6.1~6.7避免了碳酸钙沉淀;Ca~(2+)、SO_4~(2-)分别不超过900mg/L和2 100mg/L,硫酸钙沉淀得到有效控制。酸液与矿石碳酸盐反应可获得400~450mg/L的HCO_3~-作为浸铀剂,在双氧水氧化条件下可使浸出铀浓度达到24~31mg/L,改用300~350mg/L的氧气则使铀浓度进一步升高到48~62mg/L。与常规酸法和碱法工艺相比,微酸中性工艺更有利于在浸铀的同时对硫酸钙和碳酸钙沉淀进行有效控制。     

回用废水对酸浸生产清洁钒的影响

针对钙化焙烧熟料硫酸浸出-铵盐沉钒生产清洁钒工艺中循环利用的回用废水pH值、悬浮物SS、Mn~(2+)、NH_4~+浓度变化较大,浸出过滤洗涤生产现场出现浸出剂沉钒、残渣沉钒等现象,造成浸出生产不顺行,钒收率偏低的突出问题,以生产现场回用废水及钙化焙烧熟料为原料,采用硫酸浸出的方法对不同的回用废水pH值、悬浮物SS、Mn~(2+)、NH_4~+浓度对钙化焙烧熟料酸浸效果的影响进行了研究,并且将达到要求的回用废水与去离子水酸浸及过滤洗涤效果进行了对比研究。研究结果表明,随着回用废水pH值的增大,酸浸残渣钒含量减小,钒转浸率增大;随着悬浮物SS、Mn~(2+)、NH_4~+浓度的增大,酸浸残渣钒含量增大,钒转浸率急剧下降;回用废水pH值、悬浮物SS、Mn~(2+)、NH_4~+浓度分别为pH=6.5~7.5,Mn~(2+)≤3 g/L,SS≤30 g/L,NH_4~+≤25 g/L时,在与去离子水酸浸与过滤洗涤对比中,效果相近,酸浸残渣钒含量可降至1.2%,钒转浸率可达到85%。试验结果为钙化焙烧熟料硫酸浸出-铵盐沉钒生产清洁钒工艺中工业化废水处理循环利用提供了酸浸回用废水工艺控制要求和数据参考。     

ICP—AES测定选矿废水中的微量元素

当选矿废水Ca~(2+)含量高达600mg/L,而Fe~(3+)、Mn~(2+)、Cu~(2+)、B~(3+)含量在0.004～2.0mg/L时,就不能用离子交换树脂分离主要元素以富集微量元素,用这种水样(含盐量高)直接喷雾,立即产生喷雾堵塞,故长期以来是ICP-AES分析的难题。本文认为Ca~(2+)是主要元素,以草酸沉淀除去,然后将滤液浓缩若干倍,以富集微量元素。用草酸沉淀Ca~(2+)时,部分Sr~(2+)与Ca~(2+)共沉淀,但不能用除Ca~(2+)后的溶液测定Sr。如果Sr~(2+)含量较高(     

FeSO_4/H_2O_2处理硅钢废水试验研究

针对硅钢钝化液废水利用NaHSO3处理Cr6+、CODCr超标的难题,改用FeSO4和H2O2为处理剂,利用Fe2+的还原性和在酸性条件下Fe2+与H2O2形成Fenton试剂的催化氧化特性,对废水中的Cr6+和CODCr进行同步去除。FeSO4/H2O2处理硅钢钝化液废水适宜参数为:n(Fe2+)∶n(H2O2)=1∶2、Fe2+投加量n(Fe2+)∶n(Cr6+)=5.2∶1、pH值3~4、温度15~35℃。在此条件下,可使初始浓度为Cr6+=2 959 mg/L、CODCr=1 351mg/L的废水,处理后Cr6+、CODCr分别降为0.421 mg/L2、5.6 mg/L,去除率为99.99%和98.11%,达到了《钢铁工业水污染物排放标准》(GB 13456—92)中的一级排放要求。     

某砂岩型铀矿床矿石微生物浸出试验

对某砂岩型铀矿床的矿石进行了不同酸度和Fe~(3+)浓度的微生物浸出试验,以及与酸法浸出(H_2SO_4浓度5 g/L)的对比试验。结果表明,微生物浸铀在4 g/L酸度、2 g/L Fe~(3+)条件下铀浸出率最高(96.43%),比酸法浸出率高27%;微生物溶浸时Fe~(3+)浓度超过2 g/L对浸铀没有明显的提升作用。     

吸附铀的丙烯腈骨架螯合树脂的研制

合成了以丙烯腈(AN)-二乙烯基苯(DVB)-甲基丙烯酸(MA)为骨架、含有偕胺肟基团的大孔螯合树脂,研究了DVB、MA、致孔剂用量及胺肟化反应条件对树脂阴离子交换性能的影响,考察了溶液pH、吸附时间、铀初始质量浓度对丙烯腈骨架螯合树脂吸附容量的影响。结果表明:以甲苯为致孔剂,在交联度为10%,甲基丙烯酸用量为10%条件下,合成树脂的阴离子交换容量为4.3mmol/g干树脂;在25℃、pH=5、吸附2h、溶液中碳酸钠质量浓度为50g/L、铀质量浓度为300mg/L条件下,吸附接近饱和,吸附容量为20.0mg/g干树脂。     

氨净化H_2WO_4过程中杂质的行为

通过热力学计算探讨了氨净化 H_2WO_4过程中杂质的行为。在氨净化过程中加入适量的 MgCl_2可使 PO_4~(3-)、AsO_4~(3-)、Fe~(3+)定量地除去,SiO_3~(2-)部分地除去,而 Fe~(2+)、Mn~(2+)与氨形成络离子。只有控制 pH=10～11、〔NH_3〕_T=1～2mol/dm~3、40～50℃条件下进行氨净化,才能获得高纯仲钨酸铵(APT)。     

某砂岩铀矿石CO_2+O_2柱浸试验

在实验室开展了某砂岩铀矿石CO_2+O_2浸出工艺的柱浸试验。当液固体积质量比达到5.20(mL/g)时,铀浸出率可达到67.05%;HCO_3~-浓度是影响铀浸出浓度的关键因素,保持HCO_3~-浓度不低于800mg/L时浸铀效果较理想;浸出中后期铀浓度随矿石中铀的消耗而降低;溶浸液与矿石中碳酸钙、黄铁矿相互作用导致浸出液中Ca~(2+)、SO_4~(2-)浓度升高,pH在6.6以上时方解石和白云石都处于过饱和状态,为避免发生沉淀,应将pH控制在6.6以下;试验中石膏虽未达到饱和,但地浸实践中应关注Ca~(2+)、SO_4~(2-)浓度持续升高趋势,避免发生石膏沉淀堵塞。     

某砂岩铀矿石CO_2+O_2柱浸试验

在实验室开展了某砂岩铀矿石CO_2+O_2浸出工艺的柱浸试验。当液固体积质量比达到5.20(mL/g)时,铀浸出率可达到67.05%;HCO_3~-浓度是影响铀浸出浓度的关键因素,保持HCO_3~-浓度不低于800mg/L时浸铀效果较理想;浸出中后期铀浓度随矿石中铀的消耗而降低;溶浸液与矿石中碳酸钙、黄铁矿相互作用导致浸出液中Ca~(2+)、SO_4~(2-)浓度升高,pH在6.6以上时方解石和白云石都处于过饱和状态,为避免发生沉淀,应将pH控制在6.6以下;试验中石膏虽未达到饱和,但地浸实践中应关注Ca~(2+)、SO_4~(2-)浓度持续升高趋势,避免发生石膏沉淀堵塞。     

盐酸羟胺-盐酸浸取氧化锰矿中锰

氧化锰是锰矿石中最主要的一类矿物,也是锰矿石在工业上应用最为广泛的一类矿物。但是目前对锰矿石中氧化锰的研究仅局限于某一矿区的特定矿物,不能涵盖我国大部分矿区的众多氧化锰矿物。实验选择了不同矿区、不同种类的氧化锰矿石,从中挑选出软锰矿、水锰矿、褐锰矿的单矿物,分别加入了盐酸羟胺-盐酸、草酸-硫酸、亚硫酸(H_2SO_3)、硫酸-氢氟酸-氟化钾(H_2SO_4-HF-KF)和偏磷酸(HPO_3)共5种浸取剂,只有盐酸羟胺-盐酸的浸取率均达到了98%以上,适用于实验用的所有单矿物。为进一步确定最佳浸取条件,选择了10min~1.5h浸取时间、5~40g/L盐酸羟胺溶液和HCl(0.2+99.8)~(3+97)的酸度(也就是HCl的体积分数范围为0.2%~3%)分别进行了3种单矿物试验,结果发现在30min~1.5h之间,不低于20g/L盐酸羟胺溶液和不低于HCl(1+99)的酸度(即HCl的体积分数不小于1%)的条件下,3种单矿物的浸出率均达到99.5%以上。考虑到原矿石的复杂情况,最终确定了向氧化锰矿石中加入50mL 20g/L盐酸羟胺-盐酸(1+99),在沸水浴条件下浸取1.0h,使Mn~(3+)和Mn~(4+)还原到Mn~(2+)从而破坏其原本的矿物结构后将锰解析出来,过滤后用电感耦合等离子体原子发射光谱(ICP-AES)测定溶液中锰含量的方法。锰的检出限为0.7μg/g,方法适用于我国大部分矿区的众多氧化锰矿物。按照实验方法测定锰矿石原矿样品,测定结果的相对标准偏差(RSD,n=12)为0.39%和1.1%,对锰矿石原矿样品的单矿物加标回收率在99.7%~102.3%之间。     

二氧化碳回收电解锰废水中镁的研究

探究了锰矿酸浸工段产生的废气中CO2回收脱锰后电解锰废水中Mg~(2+)、Ca~(2+)、NH4+-N可行性,确定了CO2回收废水中Mg~(2+)、Ca~(2+)、NH4+-N最佳工艺条件及其作用机理。结果表明,在反应时间240min、反应温度45℃、pH=9.2、二氧化碳体积浓度15%、搅拌速率600r/min的条件下,初始Mg~(2+)、Ca~(2+)、NH4+-N浓度为1 200、560、875mg/L废水中各元素回收率分别可达97.58%、99.68%、80.71%;回收Mg~(2+)反应符合一级动力学方程,其表观活化能为61.40kJ/mol,主要受扩散过程控制;废水中Mg~(2+)、Ca~(2+)主要通过形成Mg(OH)2·MgCO3沉淀被回收,其中NH4+-N则主要通过吸附在新生成沉淀晶体表面得以去除。     

菱锰矿浸出液中杂质离子的分步净化试验研究

研究了采用氧化沉淀法和乳状液膜法从菱锰矿硫酸浸出液中去除Fe~(3+)、Al~(3+)及Ca~(2+)、Mg~(2+)。试验结果表明:采用氧化沉淀法,Fe~(3+)去除率为99.91%,Al~(3+)去除率为98.80%,Mn~(2+)回收率为90.40%;采用乳状液膜法去除Ca~(2+)、Mg~(2+),在最佳液膜配方12%P204+4%表面活性剂Span80+84%磺化煤油、内水相硫酸浓度1mol/L、乳水相体积比1∶5、油内相体积比1∶1、反应时间15min、搅拌速度200r/min条件下,Ca~(2+)去除率为68%,Mg~(2+)去除率达48%,Mn~(2+)总回收率为89.86%。     

P204-TBP协萃体系从高浓度硫酸钴溶液中萃取分离Mn和Ca

针对从高浓度硫酸钴料液中分离钴锰相关研究较少的问题,采用P204与TBP形成的混合萃取体系从工业高浓度硫酸钴溶液中萃取分离Ca~(2+)、Co~(2+)、Mn~(2+),考察了萃取平衡pH、TBP体积分数、萃取相比、有机相皂化度对Ca~(2+)、Co~(2+)、Mn~(2+)萃取率的影响,并通过对有机相的洗涤来分离Ca~(2+)、Co~(2+)、Mn~(2+)。结果表明,以25%P204+10%TBP为萃取剂,65%煤油为稀释剂,在水相平衡pH为3.7,皂化率为45%和相比O/A为1∶2的条件下,Ca~(2+)、Co~(2+)及Mn~(2+)的萃取率分别为88.1%、69.8%和19.3%;再以30g/L硫酸锰溶液为洗涤液,在水相平衡pH为3.5、相比O/A为20∶1、洗涤级数为4的洗涤条件下,负载有机相中Mn~(2+)浓度为7.14g/L,Ca~2和Co~(2+)浓度分别仅为0.05g/L和0.14g/L。该工艺有效实现了高浓度硫酸钴溶液中钴、锰、钙的分离。     

用改性膨润土吸附处理含铀(Ⅵ)废水试验研究

研究了用改性膨润土吸附处理含铀(Ⅵ)废水,考察了废水pH、改性膨润土用量、溶液初始铀(Ⅵ)质量浓度、反应时间、温度对吸附反应的影响。结果表明:用NaCl和STAB(十八烷基三甲基溴化铵)改性的膨润土(Na-Bentonite,STAB-Bentonite)都可用于从废水中吸附铀(Ⅵ);溶液中铀初始质量浓度30 mg/L、温度25℃条件下,Na-Bentonite对铀的最大吸附容量为13.4 mg/g;在溶液pH=4、吸附时间120 min条件下,STAB-Bentonite对铀(Ⅵ)的吸附量为22.35mg/g,吸附过程符合准二级动力学模型,且受化学反应控制。     

微波消解-磺基水杨酸光度法测定磷矿石中铁

磺基水杨酸光度法测定铁是比较经典的方法,但对于磷矿石,采用敞口聚四氟乙烯烧杯在电热板上溶矿过程中溶液易喷溅,且显色时在pH 8~11溶液中,PO_4~(3-)会跟磷矿石中的Ca~(2+)、Mg~(2+)反应生成沉淀而影响铁的测定,同时含锰高的磷矿石中的Mn~(2+)也会对铁的测定产生干扰。因此实验在HNO_3-HF-SSA(磺基水杨酸)混合酸里采用密闭高压微波消解技术快速消解各种磷矿石,并通过磺基水杨酸光度法在六次甲基四胺介质中测定磷矿石中铁(以Fe_2O_3形式表示)。考察确定了微波消解条件(功率400 W、压力0.5 MPa、消解时间10min)和混合酸的最佳用量(2mL HNO_3-5mL HF-2mL 200g/L SSA溶液),并对磷矿石国家标准物质和实际样品分析,结果表明,实验方法与国家标准方法(GB/T 1871.2—1995)以及电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES)测定结果一致,测定值与认定值一致,相对标准偏差(RSD,n=5)在2%以内,可满足磷矿石中0.05%~10%三氧化二铁的测定要求。