砷屬于伴生元素,廣泛分布于多種有色冶金礦石中,礦物在開采、選礦和冶煉時(shí)會(huì)生產(chǎn)大量含砷廢水以及含砷固體廢棄物,若處理不當(dāng)將造成嚴(yán)重的生態(tài)污染和環(huán)境危害。鋼渣具有吸附性和化學(xué)沉淀作用,用鋼渣處理含砷廢水和含砷廢棄物可顯著降低砷在環(huán)境中的遷移性。本論文利用鋼渣進(jìn)行水體除砷,并將鋼渣應(yīng)用于協(xié)同固化含砷污泥,充分利用了鋼渣除砷特性及其膠凝組分,強(qiáng)化了砷的固定,實(shí)現(xiàn)了“以廢治廢”。本論文研究了鋼渣對(duì)水體除砷行為和鋼渣協(xié)同固化砷技術(shù),利用XRD、XRF、ICP-OES、XPS、SEM等分析測(cè)試技術(shù)手段,優(yōu)化了工藝參數(shù)并解釋了除砷和固砷機(jī)理。鋼渣的主要成分為鐵酸鈣、硅酸二鈣、硅酸三鈣,其浸出液p H值為12.1,具有很強(qiáng)堿性;鋼渣在水體中的除砷率隨著粒徑減小或鋼渣用量增加而增加,粒徑在200-300目時(shí),鋼渣在As(III)和As(V)水體中除砷量分別達(dá)到0.90 mg/g和0.93 mg/g;p H對(duì)鋼渣除砷率影響較小,砷的固定率達(dá)到99%;鋼渣吸附行為受化學(xué)沉淀反應(yīng)速率控制,吸附與化學(xué)沉淀同時(shí)發(fā)生,可及時(shí)將砷離子穩(wěn)定化。高鈣鋼渣中鈣和鐵氧化物可通過(guò)吸附和化學(xué)反應(yīng)沉淀砷離子,形成較為穩(wěn)定的鈣和鐵的砷酸鹽及亞砷酸鹽,降低砷的浸出毒性從而實(shí)現(xiàn)砷穩(wěn)定化,除砷鋼渣浸出毒性低于5 mg/L,屬于一般固體廢棄物。鋼渣與水泥的組成成分相似,鋼渣的摻入量能改變固化塊的抗壓強(qiáng)度,鋼渣占固化塊總量的70%時(shí),固化體經(jīng)自然養(yǎng)護(hù)28天時(shí)其抗壓強(qiáng)度可達(dá)42.29 MPa。在鋼渣協(xié)同水泥固化含砷溶液時(shí),鋼渣的摻量在60%以下時(shí),固化塊中砷離子的浸出低于5 mg/L;鋼渣協(xié)同水泥固化含砷污泥時(shí)對(duì)砷物質(zhì)的固化受水化過(guò)程控制影響,固化塊中砷離子的浸出濃度隨固化體抗壓強(qiáng)度的增大而減小。當(dāng)固定含砷污泥的量為40%,鋼渣在固化體中的占比為30%時(shí),固化效果最好。經(jīng)自然養(yǎng)護(hù)28天時(shí),固化體中砷離子的浸出濃度為3.25 mg/L。鋼渣協(xié)同水泥固化砷顯示出優(yōu)越性能,適合含砷污酸和含砷污泥的無(wú)害化處置。
【學(xué)位單位】：昆明理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：X757
【部分圖文】：

第一章 緒論.1 砷污染.1.1 含砷污染物砷，元素符號(hào)為 As，是類金屬元素，在化學(xué)元素周期表中排在第 4 周期 VA 族，處于金屬與非金屬元素的過(guò)度區(qū)域。因此，砷的物理化學(xué)性質(zhì)與主素的物理化學(xué)性質(zhì)有很大差異，既具有金屬性又具有非金屬性。通常把砷看金屬元素。含砷污染物的來(lái)源在自然界中存在廣泛，可分為自然來(lái)源、人為。如圖 1.1 是自然界中含砷污染物的來(lái)源及傳輸路徑。從圖中 1.1 可以看出自然來(lái)源的含砷污染物主要有巖石的風(fēng)化和火山的噴發(fā)。砷在底殼中、自然中、海水中以及火山噴發(fā)物中砷的含量分別是 1.8 mg/Kg、5 mg/Kg、3 μg/L0 mg/kg。目前，在自然界發(fā)現(xiàn)的砷化物有數(shù)百種，硫化物居多，氧化物次之以三價(jià)和五價(jià)狀態(tài)存在于氧化物中，砷還會(huì)以有機(jī)物的形式存在[1]。

第一章H)3會(huì)因?yàn)殡婋x產(chǎn)生 AsO(OH)2-離子，當(dāng)溶 pH 值繼續(xù)增大時(shí)，AsO(OH高達(dá) 50%，在 pH>11 時(shí)，會(huì)生成 AsO33-和 AsO2(OH)2-；對(duì)于五價(jià)砷，在水溶液中 AsO2(OH)2-和 AsO3(OH)2-的含量相同，約為 50%，當(dāng) pH 值繼>11 時(shí)，溶液中 AsO43-離子的量會(huì)不斷增加，當(dāng) pH>12 時(shí)，AsO43-離子達(dá) 75%。從而可以說(shuō)明溶液的 pH 會(huì)影響砷在水體中的存在形式，當(dāng)對(duì)進(jìn)行處理時(shí)，需對(duì) pH 進(jìn)行調(diào)節(jié)，以達(dá)到最佳的去除效果[13]。

圖 2.1 原始鋼渣Fig. 2.1 Raw steel slag污酸和污泥來(lái)源于云南某有色冶煉廠，其中污，用 ICP 對(duì)污酸進(jìn)行元素檢測(cè)，結(jié)果如表 2.1 濃度為 12.5 g/L，硫酸的酸度為 82.96 g/L，還d 等。表 2.1 污酸的組成Table 2.1. Composition of dirty acidsSO4As Cu Pb Cd2.96 12.5 0.48 0.015 0.76

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2819058