钢渣污泥中重金属回收方法实验研究

来源 :东南大学 | 被引量 : 4次 | 上传用户:wangliang19910125
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钢渣污泥是炼钢过程中产生的烟尘经湿法除尘、除尘污水固液分离得到的污泥。钢渣污泥是炼钢产生的固体废弃物,对环境会造成污染。但它含铁高,又是钢厂宝贵的二次资源,因此受到越来越多的人关注和综合利用。目前,钢厂对炼钢污泥的利用主要是将其作为烧结球团的原料和炼钢熔剂,利用档次较低,二次污染严重,而基于综合回收和制备出高附加值产品为目标的开发研究工作较少。污泥农用是最好的消纳污泥的方法,也是适合我国国情处置方法,而污泥中往往含有一些有害物质,特别是重金属元素,成为污泥农用的限制因子,所以如何处理污泥中所含的重金属成为污泥农用要解决的关键问题。本论文旨在寻找一些环境友好的去除钢渣污泥中重金属的方法。本文对江苏某企业钢渣污泥的成分和化学性质作了详细分析,分析得出该钢渣污泥通过适当处置后,能够符合污泥农用的标准。并且对污泥中的铜、铬的化学形态进行的实验分析,实验表明该污泥中的铜、铬是以稳定性较好的硫化物及有机结合态、残渣态形式存在,通过适当的处理后可以安全地加以资源化利用。本实验试图降低该企业钢渣污泥中重金属的含量,以便污泥能够达到资源化农用的标准,为此,本文分别从化学方法和电化学方法对实验对象进行了研究分析。实验得出:使用2%的H2O2和2M的乙酸能够较好的达到去除污泥中铜、铬的目的。乙酸浓度越高,铜、铬的去除率越高,当乙酸浓度超过2mo1/L时,去除率的提升并不明显;随着反应温度的升高,铜、铬的去除率也随之提高,选取最佳反应温度为25℃;pH对重金属的去除率也有较大的影响,本实验选取最适反应pH为4。在回收铜、铬的实验中得出:FeC13和FeS04初始浓度为0.1 mol/L和0.05 mol/L,铜、铬的回收率达到最高77%和76%;当混合液的pH为9时,铜、铬的回收率最高,分别为78%和76%;随着nFe3+:(nCu2++n)Cr3+)比值的增加,溶液对铜、铬的回收率也随之增加,本实验选取最佳nFe3+:(nCu2+nCr3+)比值为10。本文对电化学方法去除污泥中重金属的一些规律进行了探索,实验得出:在通电3h后,电解槽中的溶液基本呈酸性,随着通电时间的延长,电解槽中的pH值不断上升,当通电时间达到11h时,阴极区溶液的pH为11.2,阳极区溶液的pH为3.1;阳极电解水产生大量的H+,使溶液中的重金属化合物发生溶解,生成的铜、铬离子在电场的迁移作用下,往阴极转移,使阳极的铜、铬含量下降;阴极区的铜、铬离子浓度大体表现出为先升高,再下降,最后有一定程度的上升趋势;另外,在实验的基础上,本文还探究了电解对污泥脱水率的影响实验,实验得出电解能使污泥得到调质,使其经过离心分离后的含水率降低。本文对这两种去除重金属的方案进行了分析及效果比较,最终得出使用电化学方法,效果不佳,且对电化学处理的一些机理研究尚浅,而采用化学方法去除钢渣污泥中的重金属效果较好,能够很好的达到去除钢渣污泥中重金属的目的,使其达到污泥农用的标准,因此本文认为采用2%双氧水和2mol/L的乙酸浸出钢渣污泥中的重金属的实验方案略好一些。
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