發(fā)布時(shí)間：2020-06-27 01:39

【摘要】：鉻的化合物在鋼鐵制造業(yè)、紡織業(yè)、皮革制造業(yè)及其他行業(yè)有著廣泛的應(yīng)用。鉻鹽制作過程中會(huì)產(chǎn)生大量的鉻渣,鉻渣中的六價(jià)鉻能導(dǎo)致人體多種器官產(chǎn)生病變、甚至癌癥。由于我國(guó)工業(yè)的快速發(fā)展,每年產(chǎn)生的鉻渣量已達(dá)近百萬噸,加上歷年產(chǎn)生的鉻渣,已嚴(yán)重威脅到了我國(guó)多個(gè)地區(qū)的自然環(huán)境和人的健康。因此,系統(tǒng)地研究我國(guó)的鉻渣的特點(diǎn)及相應(yīng)的處理方法有著重要的理論和工程應(yīng)用價(jià)值。 本文的研究?jī)?nèi)容包括三個(gè)方面：1)利用先進(jìn)的礦物分析技術(shù),如X射線熒光試驗(yàn)(XRF)、X射線衍射試驗(yàn)(XRD)和環(huán)境掃描電子顯微鏡試驗(yàn)(ESEM)等,對(duì)鉻渣進(jìn)行系統(tǒng)的分析,構(gòu)建鉻渣的礦物屬性框架；2)考慮鉻渣與酸溶液的反應(yīng)時(shí)間、鉻渣的粒徑等因素,通過批次試驗(yàn),系統(tǒng)地研究酸溶液(H2SO4和HNO3)對(duì)鉻渣中六價(jià)鉻溶出的影響,為研究鉻渣的化學(xué)處理方法奠定基礎(chǔ)；3)采用化學(xué)還原法,用硫酸亞鐵(FeSO4)和多陽(yáng)離子聚硫化物試劑混合(CaSx)作還原劑的柱式試驗(yàn),研究有效的鉻渣處理方法。 本文的研究主要取得了以下成果： (一)系統(tǒng)地建立了鉻渣的礦物屬性框架。研究了鉻渣的元素組成、礦物成分、顆粒形貌及元素分布特點(diǎn)等,結(jié)果表明,鉻渣的主要元素組成按含量從大到小依次為鈣、鐵、鎂、鋁、硅和鉻,其中鉻的含量約為6%。組成鉻渣的主要礦物為鈣鐵石、方鎂石、方解石、白云石、水鈣鐵榴石、鉻鐵礦、石英,可能還有含量很少的水鋁鈣石和斜硅鈣石。包含六價(jià)鉻的礦物為水鈣鐵榴石,且存在于顆粒內(nèi)部,而被認(rèn)為含三價(jià)鉻的鈣鐵石存在于鉻渣顆粒的外圍。從整體上看,鉻較均勻的分布于鉻渣中,但在顆粒內(nèi)部的濃度稍高。 (二)通過兩組批次試驗(yàn)系統(tǒng)地研究了鉻渣中六價(jià)鉻的濾出特性。試驗(yàn)結(jié)果表明,濾出液中鉻濃度的大部分為六價(jià)鉻。與酸的種類相比,鉻渣的顆粒粒徑六價(jià)鉻釋放的影響更大,粗顆粒很難與酸完全反應(yīng)。與硝酸相比,硫酸更容易降低pH值并釋放鉻渣中的六價(jià)鉻。鉻渣中鉻的溶出有很強(qiáng)的持續(xù)性。鉻渣的酸中和能力很強(qiáng),這意味著用酸處理鉻渣可能成本偏高。 (三)采用化學(xué)還原法對(duì)鉻渣的處理效果進(jìn)行了系統(tǒng)的研究。結(jié)果表明,當(dāng)滲透液為FeSO4和H2SO4混合溶液時(shí),在短期內(nèi)能有效地控制濾出液中六價(jià)鉻的含量,但隨后鉻渣容易結(jié)塊,會(huì)阻礙后續(xù)的反應(yīng)。被CaSx處理過的鉻渣,再用去離子水滲透的過程中,濾出l液中始終沒有檢測(cè)出六價(jià)鉻,結(jié)合XRD和ESEM的試驗(yàn)結(jié)果,表明用CaSx處理鉻渣的效果比用FeSO4和H2SO4混合溶液處理更好。 本文系統(tǒng)地建立了鉻渣的礦物屬性框架、分析了鉻渣中六價(jià)鉻的溶出特性、對(duì)采用化學(xué)還原法處理鉻渣的效果進(jìn)行了系統(tǒng)的研究,為今后大規(guī)模地處理鉻渣奠定了堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)。
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號(hào)】：X705

【參考文獻(xiàn)】

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