温度和赋存形态对燃煤过程中砷迁移和释放的影响

选取3个煤阶共6个国内典型煤种,利用水平管式炉在不同温度下进行煤的燃烧实验,研究燃煤过程中砷的迁移和释放特性。利用热分析的相关理论和方法,将煤的热重分析手段运用于煤燃烧过程中砷的质量变化,通过对实验结果进行拟合得到砷的失重曲线和失重速率曲线,并采用逐级化学提取的方法对原煤及不同温度下煤灰中砷的赋存形态进行分析。25～1100℃的实验结果表明:随着温度升高,煤中砷的释放比例逐渐增大,1100℃下砷的释放比例变化范围为30%～67%。不同温度区间下砷的失重速率存在差异,800～900℃区间出现显著的砷失重峰,主要原因是以硫化物形式存在的砷在800～900℃区间发生剧烈的分解/氧化分解。此外,相同温度下褐煤的失重比例和失重速率较大,无烟煤的失重比例和失重速率较小,烟煤则介于无烟煤和褐煤之间。温度升高后,煤中的有机物结合态砷向气相迁移,酸溶态砷和残渣态砷共同作用,减少的砷主要进入气相中,还有一部分向可交换态砷迁移。     

通过腐植酸增强尾矿中砷和重金属的迁移能力

砷和重金属从尾矿中的迁移是一个令人关注的问题，因为这可能对地下水和生态造成潜在的危害。最近越来越多的关注聚焦到天然有机物对环境中有毒物质迁移行为的影响上。本研究使用柱实验方法来评估利用腐植酸(HA)将砷和重金属(例如Cu、Pb和Zn)从一个氧化Pb-Zn矿尾矿样品中迁移出来的可行性。该样品采自加拿大新不伦瑞克省的巴瑟斯特。毛细管电泳分析表明，砷酸盐[As(V)]是尾矿中唯一可萃取出来的砷的形态，在pH值为11时引入HA不会引起砷的氧化还原反应或甲基化反应。初始pH值调整到11的一个0.1%的HA溶液被选作淋洗液，同时蒸馏水(初始pH调整至11)被用作对照来说明物理混合和pH值对砷和重金属迁移能力的影响。研究发现，H A能够显著地增强砷和重金属在尾矿中的迁移能力。经过一个70孔体积的淋洗，砷、铜、铅和锌的迁移分别达到了97、35、838和224 mg/kg。研究发现，在HA的存在下，砷和重金属的迁移与铁的迁移呈正相关。此外，砷的迁移与重金属的迁移也有很好的相关性。在HA存在的情况下，共存金属通过金属桥接作用机制帮助砷进入可溶的水合有机复合物中，在某种程度上增强了砷的迁移能力。应用HA进行砷和重金属的修复可能会被发展成为一项环保且有效的补救措施，从而降低和避免进一步的污染。     

粉煤灰中重金属元素砷的赋存状态与分离方法

粉煤灰中重金属元素在环境中的迁移转化和累积效应是粉煤灰综合利用过程中面临的壁垒问题,明晰粉煤灰中重金属元素的赋存状态并探索一种高效脱除方法是解决粉煤灰大宗利用的关键。利用改进的BCR连续提取法发现,粉煤灰中重金属元素砷的水溶态和酸可溶态占比较高,证明重金属砷容易在环境中迁移,从而影响周边环境。基于粉煤灰中重金属砷的赋存状态特征,建立了硫酸一步脱除重金属元素砷的新方法,考察了硫酸浓度、反应温度和反应时间对重金属砷脱除率的影响。结果表明,砷的脱除率随硫酸浓度增大而增大,随反应温度升高而降低,随反应时间增加而增大。综合考虑重金属砷的脱除率、粉煤灰中常量元素的损失率和球形颗粒的破坏程度,确定硫酸一步法脱除粉煤灰中重金属砷的最佳条件为硫酸溶液物质的量浓度2.0 mol/L、反应温度20℃、反应时间60 min,此时重金属砷的脱除率达75.21%。     

金矿矿渣中各种金属的分离与提取

采用硫化氢系统分析法,分离、分析了繁峙某矿业公司金矿矿渣中的各种金属。实验结果表明:该矿渣中主要含有Fe、Hg和微量的Cu,用NH3CO3可以将其从尾矿中分离提取出来,分离提取Fe、Hg、Cu后的金矿矿渣基本不含污染环境的金属,可以避免对环境的污染。     

燃煤过程中砷的赋存形态及其挥发特性

选取3个国内煤样,利用自制恒温热重装置研究了燃烧过程中砷的赋存特性及其挥发规律。通过测定不同停留时间下燃烧样品中砷的含量,拟合得到砷的挥发曲线和挥发速率曲线,并采用逐级化学提取的方法对原煤和不同停留时间下的燃烧样品进行形态分析。实验结果表明：温度是影响砷挥发的重要因素,700～1000℃是砷挥发的主要温度区间。煤粉燃烧过程中,砷的挥发速率与煤粉的失重速率具有同步性;伴随着煤中水分和挥发分的快速析出,砷也具有较高的挥发速率;随着燃烧过程的深入进行,砷的挥发速率变得缓慢。煤粉燃烧结束,3种煤（五里庄、红岩和梅花井）砷的挥发比例分别为49.5%、80.7%、65.0%,且在燃烧过程中煤中残渣态、硫化物结合态和可交换态砷相互作用迁移。     

影响砷钼蓝分光光度法测定煤中砷含量因素的探析

砷是煤中有毒有害的微量元素之一,主要通过煤炭的燃烧释放到环境中。在对参考文献分析和不断试验总结的基础上,对实验中影响砷钼蓝分光光度法测定煤中砷含量的因素进行了探析,并提出了一些注意事项和改进方法。     

燃煤过程中砷的赋存形态及其挥发特性

选取3个国内煤样,利用自制恒温热重装置研究了燃烧过程中砷的赋存特性及其挥发规律。通过测定不同停留时间下燃烧样品中砷的含量,拟合得到砷的挥发曲线和挥发速率曲线,并采用逐级化学提取的方法对原煤和不同停留时间下的燃烧样品进行形态分析。实验结果表明:温度是影响砷挥发的重要因素,700~1000℃是砷挥发的主要温度区间。煤粉燃烧过程中,砷的挥发速率与煤粉的失重速率具有同步性;伴随着煤中水分和挥发分的快速析出,砷也具有较高的挥发速率;随着燃烧过程的深入进行,砷的挥发速率变得缓慢。煤粉燃烧结束,3种煤(五里庄、红岩和梅花井)砷的挥发比例分别为49.5%、80.7%、65.0%,且在燃烧过程中煤中残渣态、硫化物结合态和可交换态砷相互作用迁移。     

尾矿及其浸出液中重金属形态分析与评价

以人工添加重金属的钼尾矿为研究对象,采用BCR连续浸提法和TCLP浸出试验相结合的方法,研究尾矿中重金属的形态分布和浸出能力。结果表明,尾矿中重金属存在形式弱酸态和还原态总和均在90%以上,在合适的条件下很容易浸出;在pH 2.88的醋酸中浸提45 h,液固比大于80∶1 L/g时,重金属浸出率较大,而浸提温度、滤膜直径、振荡方式对重金属浸出率的影响因重金属的不同而有所不同,静置时间对重金属的浸出率影响可以忽略不计。     

尾矿及其浸出液中重金属形态分析与评价

以人工添加重金属的钼尾矿为研究对象,采用BCR连续浸提法和TCLP浸出试验相结合的方法,研究尾矿中重金属的形态分布和浸出能力。结果表明,尾矿中重金属存在形式弱酸态和还原态总和均在90%以上,在合适的条件下很容易浸出;在pH 2.88的醋酸中浸提45 h,液固比大于80∶1 L/g时,重金属浸出率较大,而浸提温度、滤膜直径、振荡方式对重金属浸出率的影响因重金属的不同而有所不同,静置时间对重金属的浸出率影响可以忽略不计。     

利用金矿尾矿烧制陶瓷墙地砖试验研究

分析了金矿尾矿的组分构成并与常用陶瓷原料作了对比分析,认为这种尾矿经除杂后可以作为陶瓷墙地砖生产中的长石代用原料。尾矿经螺旋溜槽分级（ 重选） 、弱磁选、强磁选、浮洗等工艺处理,有效降低了尾矿中的铁、硫含量。以处理后的尾矿为主要原料试制陶瓷墙地砖,在生产线上进行了一次快烧试验,生产出了合格的产品。     

含金粉尘中阻金元素的鉴定及提金工艺的选择

金精矿焙烧过程中产生的含金粉尘是一种有价值的二次金资源。在矿物学分析的基础上,研究了不同预处理方法对含金粉尘氰化脱除有害元素和提金的影响。结果表明,该粉尘属于难处理金矿石,砷、碳、铁对提金的不利影响是导致提金率低的主要原因。当NaOH浓度为6 moL/L时,对砷和碳的去除率分别为99.7%和60.6%;金浸提率为58.9%,仅比直接氰化提高了4.60%;在H₂SO₄质量分数为15%时,铁、砷和碳的去除率分别为33.7%、80.4%和12.6%,金的萃取率达到80.4%;在650℃、0.2 m³/h气流速率下焙烧4 h后,砷和碳的去除率分别为54.7%和95.0%,金的提金率达到84.5%。结果表明,碳对金从尘埃中浸出的影响最大,其次是铁和砷。     

废物水泥窑共处置过程砷的固定特性及产物的环境安全性

针对含As试样开展熟料煅烧实验、浸出实验、连续提取实验及能谱分析(SEM-EDS),以重金属浸出特性及化学形态为指标,考察As在熟料煅烧过程以及水化过程的迁移特性及固定机理。结果表明,煅烧过程中As的固定率较高,大于60%,As在熟料的主要矿物相C₃S中的含量范围为0.4%～0.6%,As和Fe有很强的依存关系,煅烧过程中As生成了稳定的化学形态AsCr_xFe_y相似文献   

Ag+对含砷金精矿生物浸出的影响

研究了Ag+对含砷金精矿生物浸出的影响,测量了浸出液中铁、银、砷浓度及氧化还原电位(Eh)的变化,考察了Ag+对细菌密度的影响,并对浸渣进行了光谱表征. 结果表明,Ag+对含砷金精矿的生物浸出有一定的促进作用且在高浓度Fe3+条件下催化作用明显;低Ag+浓度下含砷金精矿的生物浸出率提高约10%,但Ag+浓度过高将影响细菌生长,导致浸出速率下降. Ag+催化含砷金精矿生物浸出是Ag+取代矿物表面的砷并生成Ag2S,之后被Fe3+氧化分解,重新产生Ag+,从而加速矿物的氧化分解.     

渣场污染物中重金属迁移模式的研究

在研究黔西南金矿用堆浸法提金工艺流程和污染途径基础上,进行相应地采样分析,发现与金共生的重金属元素Ｐｂ、Ｚｎ、Ｈｇ、Ａｓ、Ｔｉ在提金过程中被活化出来,迁移至废渣和废水中;研究了渣场下伏粘土中重金属再次迁移污染的预测模式。     

难处理金精矿含元素硫的酸浸渣加石灰氧压浸金

实验研究了难处理金精矿含元素硫的酸浸渣加石灰氧压浸金过程，论述了石灰加入量、浸出时间和浸出温度对浸金的影响规律，发现最佳石灰加入量应使浸渣中元素硫与OH的摩尔比为0.8~1.1，在85°C和0.1~0.3 MPa氧压下浸出3~5 h，金的浸出率可达90%，此时终pH在5~8范围内. 根据实验结果分析，推断浸出过程中元素硫在一定pH值范围内氧化生成的S2O32–是主要的浸金剂.     

工业硫化砷渣的性质研究与环境风险分析

采用湖北某冶炼厂工业硫化砷渣作为试样,对其腐蚀性、酸度、粒径分布、基本元素组成、表面形态、沉降性能、重金属浸出毒性和元素形态及分布等物理化学性质进行了研究。研究表明,该硫化砷渣中的Cu主要以可氧化态和残余态形式存在,Pb主要以可氧化态形式存在,Zn、Cd主要以酸可提取态和残余态的形式存在。其浸出酸度达到62.55 mg/g,具有很强的腐蚀性。在酸雨条件下,工业硫化砷渣中的重金属形态可以发生转化,易对环境造成二次危害。但是,该废渣中w(As)接近30%,可作为砷原料再利用。     

次氯酸钠一步法浸金的原理与试验研究

用E－pH图和Gibbs自由能分析了以次氯酸钠为浸金剂一步法浸金的原理和浸出条件,用广西贵港六梅含砷金精矿进行试验,研究了浸出条件对浸出率的影响,提出了优化的工艺条件,实验表明,用次氯酸钠对含砷难浸金矿进行一步法浸金是可行的。     

Mineral phase and structure changes during roasting of fine-grained carbonaceous gold ores and their effects on gold leaching efficiency

While roasting has been widely applied to reduce the negative effect of carbonaceous matters on gold extraction from fine-grained carbonaceous gold ores, the phase and structure changes of minerals during roasting and their influences on the leaching rate of gold have not been fully understood. This limits the extraction of carbonaceous gold deposits. The current work examines the oxidation process of a fine-grained carbonaceous gold ore during roasting using a range of techniques including X-ray diffraction(XRD), scanning electron microscopy(SEM),Energy Dispersive Spectrometer(EDS) analysis and pore structure analysis together with gold leaching tests.The results show that during the process of oxidative roasting, the carbonaceous matters(organic carbon and graphitic carbon) and pyrite were completely decomposed at 600 ℃ with the carbonaceous components burned and pyrite oxidized into hematite. At 650 ℃, while dolomite was decomposed into calcia, magnesia, calcium sulfate etc., the calcine structure became loose and porous, leading to a high gold leaching rate from the roasted product. Above 750 ℃, the porous calcite structure started to collapse along with the agglomeration, leading to the secondary encapsulation of gold particles, which contributed to the sharp drop in the gold leaching rate of the roasted product. This study suggests optimum phase and structure changes of minerals during roasting to achieve maximum gold extraction from fine-grained carbonaceous gold deposits.     

三价铁离子浓度对As(V)-Fe(II)-Fe(III)体系沉淀臭葱石的影响

在常压、95℃、初始pH=1.5的条件下,研究了As(V)–Fe(II)–Fe(III)体系中初始Fe(III)浓度对砷的去除率和臭葱石合成的影响。结果表明,溶液中初始Fe(III)/As(V)摩尔比为0时,沉淀产物为结晶度良好的臭葱石,但砷的去除率仅为24.3%,沉淀浸出砷浓度高于国标规定的浓度限值5 mg/L。溶液中初始Fe(III)/As(V)摩尔比大于0时,在升温过程中生成了无定形砷酸铁,当初始Fe(III)/As(V)摩尔比不超过1.6时,砷酸铁反应8 h后转化为臭葱石;随初始Fe(III)/As(V)摩尔比增大,砷的去除率增大,臭葱石沉淀的结晶度降低、浸出砷浓度降低;其中,初始Fe(III)/As(V)摩尔比为0.8和1.6时,臭葱石沉淀的浸出砷浓度低于5 mg/L,适合安全堆存。当初始Fe(III)/As(V)摩尔比大于1.6时,无定形砷酸铁反应8 h仍不能转化成臭葱石,砷的去除率降低,沉淀浸出砷浓度超标,不适合安全堆存。     

辉光放电等离子体辅助碱浸铜冶炼烟灰中铜砷分离

采用辉光放电等离子体辅助Na₂S-NaOH浸取体系对铜冶炼烟灰（简称“烟灰”）进行研究,在放电时间10 min、放电功率500 W、放电压强150 Pa、极板间距0.9 cm的条件下,砷的浸出率为92.52%,铜的浸出率为7.76%,实现了砷和铜的有效分离。采用该方法处理后烟灰中的砷从7.11%降到0.45%,铜从2.62%变为2.42%,为烟灰的进一步利用创造了条件。XPS、XRD和重金属形态分析的综合分析结果表明,辉光能将As（Ⅲ）氧化为As（Ⅴ）、Cu（Ⅰ）氧化为Cu（Ⅱ）,且在碱性条件下As（Ⅴ）比As（Ⅲ）更易浸出。因此,辉光放电预氧化有利于砷和铜在碱浸体系中选择性分离。