【摘要】：目前,含鉻鋁泥的處理處置研究主要以Cr(VI)為主,但是,在鋁型材生產(chǎn)過程中,會產(chǎn)生大量含Cr(III)的鋁泥,而且處理較為困難,造成大量的堆存。因此,本文提出了采用氧化劑氧化-硫酸鈉解膠聯(lián)合法對含鉻鋁型材污泥進(jìn)行鋁鉻分離。本研究以廣東省某鋁型材企業(yè)產(chǎn)生的兩種不同含Cr(III)量的鋁型材污泥為研究對象,利用XRF、XRD、FT-IR、ICP-OES等多種儀器,分析兩種污泥的化學(xué)組成、晶相結(jié)構(gòu)、官能團(tuán)結(jié)構(gòu)等基本特征,以及研究污泥中鋁鉻金屬的酸堿溶出特性。在污泥含鋁量損失較少的前提下,1#含鉻鋁型材污泥(簡稱1#污泥,下同)經(jīng)次氯酸鈉氧化-硫酸鈉解膠聯(lián)合處理,污泥中的Cr(III)基本得到去除。1#污泥中Cr(III)含量為4.09 mg·g~(-1)。在次氯酸鈉浸鉻試驗(yàn)時,適當(dāng)?shù)卦黾哟温人徕c濃度、反應(yīng)溫度、反應(yīng)時間有利于增加鉻浸出率。在最佳氧化條件下(固液比1:7,次氯酸鈉濃度5.50 mol·L~(-1),溫度60℃,反應(yīng)30 min),鉻浸出率為46.21%。污泥具有膠體物質(zhì)的特性,濾渣殘留部分Cr(VI)。根據(jù)硫酸根與鉻酸根離子交換規(guī)律,硫酸鈉可去除殘留Cr(VI)。對水洗一次后的濾渣進(jìn)行解膠,在最佳解膠條件下(硫酸鈉濃度為0.07 mol·L~(-1),固液比1:7,溫度70℃,解膠三次,每次45 min),濾渣中含鉻量為0.80mg·g~(-1),總除鉻率為80.44%,且污泥中含鋁量損失率僅為1.08%。經(jīng)除鉻前后的污泥FT-IR分析,得到污泥中鉻特征峰消失,表明1#污泥經(jīng)過聯(lián)合法處理后,污泥中鉻金屬得到去除。2#含鉻鋁型材污泥(簡稱2#污泥,下同)中Cr(III)含量為30.93mg·g~(-1)。利用次氯酸鈣氧化-硫酸鈉解膠聯(lián)合的方法,可有效地分離2#污泥中Cr(III)。在次氯酸鈣浸鉻試驗(yàn)中,適當(dāng)?shù)卦黾覰aOH、次氯酸鈣用量有利于提高Cr(III)氧化率,減少污泥殘留Cr(VI)量,提高鉻浸出率。在最佳氧化條件下(固液比1:12,氫氧化鈉濃度0.40 mol·L~(-1),反應(yīng)溫度60℃,次氯酸鈣0.29 g·g~(-1),反應(yīng)時間2 h),體系中Cr(III)氧化率為96.51%,總Cr浸出率64.15%,主要浸出Cr(VI)為主,反應(yīng)后pH為8.12。利用硫酸鈉交換-解吸原理,水洗-解膠可去除污泥殘余Cr(VI)。在最佳水洗條件(固液比1:4,水洗三次,每次30 min)和最佳解膠條件下(固液比1:8,硫酸鈉用量0.20 mol·L~(-1),解膠兩次,每次45 min),污泥總除鉻率為93.08%,濾渣含鉻量為2.14 mg·g~(-1)。對除鉻前后2#污泥的FT-IR分析,得到污泥中鉻特征峰峰強(qiáng)縮減甚至消失,表明2#污泥經(jīng)過次氯酸鈣氧化-硫酸鈉解膠后,污泥中鉻金屬基本得到分離。本文試驗(yàn)針對不同Cr(III)含量的鋁型材污泥,利用不同的氧化劑處理,通過氧化-解膠聯(lián)合法,有效單獨(dú)分離出鋁型材污泥中Cr(III),污泥除鉻率達(dá)到80%以上,同時存在污泥中含鋁量損失較少,鉻浸出率高,操作相對簡單,條件溫和等優(yōu)點(diǎn),為污泥處理處置提供新的途徑與參考,對后續(xù)污泥中鋁資源的再生利用如制備城市污水處理的絮凝劑等提供一定的研究基礎(chǔ)。
【圖文】：

合解膠法進(jìn)一步去除污泥中殘留的 Cr(VI)。在除鉻過程中，探索 Cr(III)氧化的條件和浸出規(guī)律，同時研究鋁型材污泥中鉻鋁的分離機(jī)理，為含鉻鋁型材污泥的處理處置提供新的途徑與參考。1.2 含鉻鋁型材污泥的產(chǎn)生狀況1.2.1 含鉻鋁型材廢水的產(chǎn)生在生產(chǎn)過程中，需要對鋁型材進(jìn)行表面處理，主要工序包括脫脂、堿式、酸洗、氧化、封孔及著色等[11]。其中在噴涂工序前，為了使鋁型材表面形成均勻的化學(xué)轉(zhuǎn)換膜，以提高涂層的附著力和耐蝕性，也需進(jìn)行化學(xué)前處理。目前，，大部分鋁型材廠的噴涂前化學(xué)轉(zhuǎn)化處理主要是使用傳統(tǒng)的鉻化處理，因生成鈍化膜的抗腐蝕性能及附著力更好[1]。鉻化處理后的型材需用水進(jìn)行清洗，從而產(chǎn)生大量的含鉻廢水，其中含有較多的鋁離子和鉻離子。廢水經(jīng)過專門管道收集，單獨(dú)處理達(dá)標(biāo)，產(chǎn)生的含鉻鋁型材污泥按照危險廢物管理[12]。具體流程見下圖 1-1。

第一章 緒論處理含鉻鋁型材污泥的 Cr(III)分析鋁型材廠污泥的化學(xué)組成、晶相組成、微觀結(jié)構(gòu)，利等有價組分的初步分離處理。通過不同氧化條件如氧化劑度、時間等，考察污泥中不同含量的 Cr(III)的最適氧化條件氧化過程中污泥中鋁鉻金屬的氧化機(jī)理及規(guī)律。解膠處理含鉻鋁型材污泥的 Cr(VI)解膠試驗(yàn)去除殘留 Cr(VI)，研究殘留 Cr(VI)在不同的洗滌劑、時間等的去除效果和浸出率，根據(jù)在鋁鉻浸出分離的鉻的含量及形態(tài)，研究鉻鋁分離過程的物質(zhì)遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律究技術(shù)路線
【學(xué)位授予單位】：廣東工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：X758

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本文編號：2644911