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《中南大学》 2011年
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铅锌冶炼污酸体系渣硫固定/稳定化研究

杨少辉  
【摘要】:为了实现重金属固体废弃物的资源回收和最终无害化综合利用,课题组提出了以硫化的方式将重金属废渣中的重金属合成人造硫化矿,经过浮选回收重金属硫化物,对废渣中残余的重金属利用硫磺实现无害化处理,并得到性能良好的硫磺建材。本研究作为课题的一个分支,主要集中于确定硫固定/稳定化的影响因素及作用特点,主要研究结果如下: (1)确定了硫固定的最佳工艺条件。以某冶炼厂的污酸废水处理后沉渣(简称污酸体系渣,包括硫化渣和石膏渣)为研究对象,对其进行硫固定/稳定化处理。研究发现单质硫能明显降低硫化渣中Zn和Cd浸出毒性;而石膏渣的加入则有利于提高固化体的抗压强度。当硫磺用量为25%(质量比),硫化渣用量为55%,石膏渣用量为20%,粒径范围小于150μm,额外加入骨料量为15%时,固化体的抗压强度为47.5Mpa。用硫化钠溶液对废渣进行预处理后,固化体中Zn、Cd浸出浓度分别为1.74mg/L和0.87mg/L,低于浸出毒性鉴别标准(GB5085.3-2007),固化体抗压强度值为21.9Mpa。经检测,固化体的外观成型较好,内部废渣与硫磺相互交融至均匀状态。固化体的长期浸出结果表明,浸出速率呈下降并最终趋于平稳的趋势,固化体具有优异的抗渗性能和耐腐蚀性,是一种理想的建筑材料。 (2)研究了机械力强化硫稳定化过程影响因素。当硫化钠浓度为200g/L,球料比为3.3:1,液固比为2.75:1,反应时间为1h时,Zn、Cd的浸出毒性分别为2.85mg/L和0.77mg/L,低于浸出毒性鉴别标准(GB5085.3-2007)。对浸出液做ICP检测,发现废渣中其他几种主要重金属的浸出毒性均能达到鉴别标准以下。 (3)探讨了机械力强化硫稳定化的作用过程特征。采用机械活化的方式可使重金属氧化物(ZnO或CdO)达到较高的硫化率,Zn、Cd的硫化率可分别达到49.5%和59.4%。对硫化产物进行XRD检测发现,XRD图谱中物相的峰型与化学物相分析法所得硫化物含量变化趋势基本一致。TG-DTA曲线表明,硫化产物在高温下有良好的热稳定性;从硫化产物的SEM图可以看出,机械活化促进重金属硫化后的产物呈分布均匀的颗粒状,粒径可达微米级。
【学位授予单位】:中南大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:X705

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