电镀重金属污泥的资源化研究及应用

发布时间：2017-05-20 20:22

  本文关键词：电镀重金属污泥的资源化研究及应用，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：电镀污泥是一种国家规定的危险废弃物，其所含的重金属具有不稳定性，容易进入水体，造成对环境的污染，间接威胁人类的健康。然而电镀污泥中重金属物质具有可回收再利用的价值，，如果不对电镀污泥适当处理会造成资源的浪费与损失。目前，国内大多数企业对电镀污泥采用固化填埋技术，没有使重金属得到回收利用，造成资源的浪费和潜在的环境污染。因此，研究电镀污泥资源化问题具有重要的环境、资源、社会效益，同时重金属的资源回收再利用是一种可持续发展的表现。 本文首先分析电镀污泥的基本性质，得到重金属含量，通过硫酸作为浸出剂将电镀污泥中重金属离子浸取出来，为下一步回收利用做好准备。采用分步沉淀法和铁氧体法处理含重金属的酸浸液，使重金属得到资源化回收利用。最后考察了电镀污泥制备的复合铁氧体对砷吸附去除性能，主要研究结果如下所述： （1）电镀污泥的基本性质包括含水率为73.60%，pH值为7.6，Cu、Fe、Ni、Cr的含量分别为12.86%、2.45%、3.32%、0.58%，毒性浸出试验中铜的含量远大于所规定的标准。采用硫酸作为电镀污泥的浸出剂时，在液固比为5:1，温度为室温25oC，时间为60min的条件下，Cu、Fe、Ni、Cr浸出率分别为98.72%、85.81%、97.65%、97.83%。硫酸浸出后残渣中重金属含量远低于TCLP（Toxicity Characteristic Leaching Procedure）的毒性鉴别标准，残渣可以进行安全填埋。 （2）分步沉淀法采用硫化沉铜-磷酸盐除铁铬-碳酸盐沉镍的方法进行分步沉淀重金属。硫化沉铜得到粗品硫化铜，其中铜的沉淀率为97.36%，镍的损失率为4.92%，磷酸盐除铁铬其去除率分别为96.45%和99.06%，碳酸盐沉镍其镍的回收率为79.68%。铁氧体法处理电镀污泥酸浸液的最佳工艺条件为铁与酸浸液中重金属离子摩尔比为8:1，pH值为9，温度为80oC，时间为120min。对制备的复合铁氧体进行XRD、SEM、BET、Zeta电位分析表征。 （3）考察了电镀污泥制备的复合铁氧体对As(V)吸附去除性能，在pH值为3～7范围内，As(V)去除率达95%以上，碱性条件不利于其吸附。共存离子Ca2+和Mg2+对As(V)吸附基本无影响，CO32-对As(V)的吸附影响较大，调节pH值为3～5时可排除CO32-的干扰。根据吸附动力学和等温吸附平衡试验表明，复合铁氧体对As(V)的吸附去除过程能较好地符合拟二级动力学模型和Langmuir等温吸附模型，其饱和吸附量为25.98mg/g。探究了吸附后饱和复合铁氧体解吸再生性能，结果表明：2mol/L NaOH溶液作为解吸液反应1h，As(V)的解吸率达94%，可作为良好的解吸剂。复合铁氧体作为吸附剂重复使用5次其除砷率下降了15%，具有一定回收利用价值。 综上所述，分步沉淀法处理电镀污泥的酸浸液能够逐步得到粗品重金属盐沉淀，可使重金属在一定程度上得到回收利用，但所得重金属盐纯度有待提高。而铁氧体法能使重金属离子嵌入到铁与氧所形成的尖晶石结构内形成复合铁氧体，稳定性强，复合铁氧体对As(V)具有良好的吸附性能。因此，铁氧体法处理电镀污泥具有很好的应用前景。
【关键词】：电镀污泥 重金属 资源化 分步沉淀 铁氧体 砷吸附
【学位授予单位】：江南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：X781.1
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-6
• 目录6-9
• 第一章 绪论9-21
• 1.1 电镀污泥的来源与特点9-10
• 1.1.1 电镀污泥的来源9
• 1.1.2 电镀污泥的危害9-10
• 1.1.3 电镀污泥中重金属的资源型10
• 1.2 电镀污泥处理技术及资源化研究现况10-13
• 1.2.1 稳定化/固化10-11
• 1.2.2 热处理技术11-12
• 1.2.3 生物处理法12
• 1.2.4 湿法冶金技术12-13
• 1.3 电镀污泥中重金属浸出及浸出液处理研究13-16
• 1.3.1 酸浸法13
• 1.3.2 氨浸法13-14
• 1.3.3 电镀污泥重金属浸出液回收利用研究14-16
• 1.4 铁氧体的应用16-17
• 1.4.1 磁性液体16
• 1.4.2 吸波材料16-17
• 1.4.3 催化剂17
• 1.4.4 吸附剂17
• 1.5 立题依据与主要研究内容17-21
• 第二章 电镀污泥基本性质及酸浸实验研究21-30
• 2.1 引言21
• 2.2 实验部分21-24
• 2.2.1 实验主要药品与仪器21-22
• 2.2.2 电镀污泥的基本性质22-23
• 2.2.3 电镀污泥的酸浸试验23
• 2.2.4 酸浸后浸出残渣毒性浸出试验23-24
• 2.3 电镀污泥基本性质的测定24
• 2.3.1 电镀污泥的基本性质24
• 2.3.2 电镀污泥的矿物相分析24
• 2.4 电镀污泥酸浸试验研究24-27
• 2.4.1 液固比对浸出率的影响24-25
• 2.4.2 时间对浸出率的影响25-26
• 2.4.3 温度对浸出率的影响26
• 2.4.4 放大试验26-27
• 2.5 电镀污泥酸浸试验机理探讨27-28
• 2.6 酸浸后浸出残渣毒性浸出结果分析28-29
• 2.7 本章小结29-30
• 第三章 电镀污泥酸浸液资源化研究30-42
• 3.1 引言30
• 3.2 实验部分30-34
• 3.2.1 试验主要药品和仪器30-31
• 3.2.2 分步沉淀回收重金属31-32
• 3.2.3 电镀污泥酸浸液铁氧体化32
• 3.2.4 铁氧体改进毒性浸出试验32-33
• 3.2.5 铁氧体的表征33-34
• 3.3 电镀污泥酸浸液分步沉淀回收重金属34-36
• 3.3.1 浸出液中铜沉淀回收34-35
• 3.3.2 铁铬沉淀研究35-36
• 3.3.3 沉淀镍回收36
• 3.4 电镀污泥酸浸液铁氧体化研究36-41
• 3.4.1 电镀污泥酸浸液铁氧体化工艺条件优化36-37
• 3.4.2 复合铁氧体改进毒性浸出试验37-38
• 3.4.3 复合铁氧体的表征分析38-40
• 3.4.4 共沉淀法制备铁氧体原理探讨40-41
• 3.5 本章小结41-42
• 第四章 电镀污泥资源化复合铁氧体对五价砷吸附的研究42-54
• 4.1 引言42
• 4.2 实验部分42-45
• 4.2.1 实验主要仪器和药品42-43
• 4.2.2 砷测定方法43-44
• 4.2.3 吸附性能研究实验44-45
• 4.2.4 解吸再生性能45
• 4.3 砷溶液标准曲线的测量45
• 4.4 复合铁氧体对 As(V)吸附性能研究45-50
• 4.4.1 pH 影响45-46
• 4.4.2 复合铁氧体投加量影响46-47
• 4.4.3 共存离子影响47-48
• 4.4.4 吸附动力学48-49
• 4.4.5 吸附等温线49-50
• 4.5 解吸再生性能研究50-52
• 4.5.1 解吸液浓度的确定50-51
• 4.5.2 解吸液用量的确定51-52
• 4.5.3 解吸后复合铁氧体吸附再生性能研究52
• 4.6 天然水样中砷吸附研究52-53
• 4.7 本章小结53-54
• 全文总结与展望54-56
• 致谢56-57
• 参考文献57-62
• 附录 : 作者在攻读硕士学位期间发表的论文62

【参考文献】

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本文编号：382747