脱硫石膏中重金属离子对汞浸出和稳定化的影响研究

发布时间：2018-03-17 22:13

本文选题：DTCR　切入点：脱硫石膏　出处：《浙江大学》2014年硕士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：燃煤电厂脱硫石膏在堆放、处理加工和综合利用等过程中,其中含有的微量汞可能再次释放到环境中从而造成二次污染,如通过堆放过程产生的渗滤或雨水冲刷,导致脱硫石膏中的Hg2+浸出并释放进入水体、土壤或地下水中。此外,脱硫石膏中含有的少量S(Ⅳ)能将其中的Hg2+还原为Hg0而释放到大气中,造成大气的汞污染。因此,脱硫石膏中的Hg2+若未做任何处理,随意堆放,可能对环境以及人体健康造成极大的危害。本论文针对上述潜在的汞污染问题,选用重金属捕集剂二硫代氨基甲酸盐(DTCR),对脱硫石膏中的Hg2+进行稳定化处理,并重点研究脱硫石膏中其它重金属离子对Hg2+稳定化的影响。本论文选用五个典型燃煤电厂的脱硫石膏(XS, QQ, CX, BL和BS),经微波消解并用ICP分析了上述脱硫石膏中主要金属元素的含量。结果表明,在XS、 QQ、 BS三个燃煤电厂脱硫石膏中,主要金属元素含量顺序为：铝铁镁；五个电厂脱硫石膏中,微量重金属元素含量的顺序为：锌铅镍铜镉。五种不同电厂的脱硫石膏中,XS电厂脱硫石膏中的铁、镍、铜最高,锌、铅和镉的含量BL电厂最高,而镍、铜、锌、铅和镉的含量CX电厂最低。根据脱硫石膏中微量重金属元素的含量,以及对汞稳定化影响较大的重金属元素,本论文选定Cu2+、Ni2+、Pb2+、Zn2+四种主要重金属离子作为研究对象,研究在不同pH值下上述四种重金属离子对DTCR捕集脱硫石膏浸出液中Hg2+效果的影响。结果表明,在浸出实验过程中,四种重金属离子对DTCR捕集Hg2+的效果影响顺序为：Cu2+ Ni2+ Pb2+≈Zn2+,即当Cu2+存在时,DTCR对脱硫石膏中Hg2+的浸出抑制有很大影响；浸出液pH值对Hg2+捕集效果的影响大小为：pH3.0pH4.5pH7.0,即pH越低,浸出液中Hg2+浓度越高。但不同的重金属离子呈现不同的pH影响,当浸出液pH为3.0、4.5或7.0时,Cu2+的存在均能较大抑制DTCR对石膏中Hg2+的捕集效果；在pH=3.0时,Ni2-、Pb2+和Zn2+三种重金属离子反而对DTCR捕集Hg2+有促进作用,即脱硫石膏浸出液中Hg2+的浓度反而降低；当pH=4.5时,在Ni.+浓度较低时,浸出液中Hg2+浓度随着Ni.+浓度的增加而增加,但当Ni.+大于2.0μg/g后,Hg2+浓度反而降低,而Pb2+和Zn2+影响不大；当pH=7.0时,浸出液中Hg2+基本不受Ni2+、Pb2+和Zn2+三种离子浓度的影响,基本保持稳定。在上述实验的基础上,为避免实验中脱硫石膏中S(Ⅳ)等因素对Hg2+还原的影响,在纯石膏中外加一定浓度的Hg2+并进行低温烘干后模拟含汞脱硫石膏,并研究重金属离子浓度及pH值等因素对脱硫石膏中Hg2+浸出及稳定化影响。XRD表征结果显示,外加Hg2+的模拟脱硫石膏仍保持人工合成石膏的基本理化性质。后续实验选用外加Hg2+的模拟脱硫石膏进行浸出实验。实验结果表明,当浸出液pH=4.5时,各重金属离子均对DTCR捕集Hg2+产生一定的抑制作用,从而造成脱硫石膏浸出液中Hg2+浓度的升高。在多种重金属离子共存条件下,由于重金属离子之间存在相互作用,对DTCR捕集效果的促进与抑制作用相互抵消,当浸出液pH为4.5或7.0时,共存的多种重金属离子抑制了DTCR对浸出液中Hg2+的捕集效果,而当浸出液pH=3.0时,浸出液中Hg2+浓度基本保持稳足。
[Abstract]:......
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：X773

【参考文献】