【摘要】：本文主要對鉛鋅冶煉廢渣的生物浸出方法及機(jī)理進(jìn)行研究。鉛鋅冶煉廢渣中含有大量Zn、Pb、In、Ag、Cd和As,使用一種經(jīng)濟(jì)高效、安全環(huán)保的處理技術(shù),對實(shí)現(xiàn)其無害化和資源化具有重大意義。生物淋濾因耗酸量少、處理成本低、浸出率高,安全環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)引起了廣泛關(guān)注。目前有關(guān)利用生物淋濾技術(shù)處理鉛鋅冶煉廢渣的文章很少,并且主要采用異養(yǎng)菌,以酵母膏為碳源,因此存在成本較高的弊端。在本文中首次使用自養(yǎng)菌,以廉價的硫粉和黃鐵礦為能源底物進(jìn)行實(shí)驗(yàn),通過改變實(shí)驗(yàn)條件,探究回收鉛鋅冶煉廢渣的最優(yōu)化條件;在最優(yōu)化條件下,對其機(jī)理進(jìn)行說明并分析淋濾后余渣的潛在毒性,為生物淋濾技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。研究表明,氧化硫硫桿菌、嗜鐵鉤端螺旋菌及其二者混菌對Zn、Pb、Cd和As等離子有極強(qiáng)的耐受性,在淋濾期間始終保持良好的生長狀況,能夠發(fā)揮重要的作用。通過改變菌株類型、固液比、能源底物濃度、初始pH值和淋濾期間化學(xué)調(diào)酸等措施,確定生物淋濾鉛鋅冶煉廢渣中Zn、Pb、In、Ag、Cd和As的最優(yōu)化條件是:混合菌株;固液比為10%;能源底物濃度是16g/L;初始pH值為1.0;淋濾過程化學(xué)調(diào)酸使體系pH值維持在2.0左右。在最優(yōu)化條件下,Zn溶出率達(dá)到98.2%,Cd達(dá)90.9%,In達(dá)80.8%,As達(dá)28.4%,Pb達(dá)到13.2%,Ag沒有溶出。通過化學(xué)模擬實(shí)驗(yàn)、BCR萃取實(shí)驗(yàn)以及SEM、XRD等表征實(shí)驗(yàn),說明Zn、Pb和Cd的溶出是間接機(jī)理-生物產(chǎn)生硫酸的酸溶作用,與淋濾體系的氧化還原作用以及微生物的直接接觸并無關(guān)系;對于In,直接機(jī)理和間接機(jī)理共同發(fā)揮作用,但間接機(jī)理-酸溶和氧化的共同作用是In溶出的主要原因;對于As,在鐵離子濃度高時,As離子難以溶出,通過XRD實(shí)驗(yàn),證實(shí)FeAsO4沉淀的生成是其溶出率低的原因;Ag始終以堅固的殘渣態(tài)形式存在,無法溶出。對淋濾菌株進(jìn)行馴化,并利用硝化棉生產(chǎn)中產(chǎn)生的酸性廢水,可有效提高Zn、Pb、In、Ag、Cd和As離子的溶出效能。生物淋濾后余渣中目標(biāo)元素主要以殘留態(tài)形式存在,難以再次溶出,其環(huán)境潛在危害性顯著降低。
【學(xué)位授予單位】：北京理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：X758

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本文編號：2654503