發(fā)布時(shí)間：2017-04-23 10:04

  本文關(guān)鍵詞：用生物淋濾技術(shù)資源化處理不銹鋼酸洗廢渣，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：在不銹鋼工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中,由于目前采用的高溫氧化工藝使不銹鋼表面難以避免的會(huì)產(chǎn)生一層能阻礙其深度加工的致密氧化物。對(duì)于這種氧化物的有效去除,傳統(tǒng)的處理工藝是酸洗工藝,因而會(huì)產(chǎn)生大量的主要含鎳、鉻和鐵等金屬離子酸洗廢水。而針對(duì)這種酸洗廢水,不銹鋼生產(chǎn)企業(yè)通常會(huì)采用投加石灰、氫氧化鈉等藥品將鎳、鉻和鐵等金屬離子分步沉淀得以去除以達(dá)到廢水的排放標(biāo)準(zhǔn)。然而,廢水在被有效處理的同時(shí),無(wú)法避免的會(huì)產(chǎn)生大量不銹鋼酸洗廢渣,這些廢渣中的鎳、鉻和鐵的含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于酸性廢水中的含量。在中國(guó)大大小小的不銹鋼廠家不計(jì)其數(shù),每年產(chǎn)生的酸洗廢渣更是堆積如山,這些廢渣屬于危險(xiǎn)廢物,是國(guó)內(nèi)外公認(rèn)的難題。傳統(tǒng)的處理工藝比較粗放,大都是使用工業(yè)硫酸或廢酸對(duì)不銹鋼酸洗廢渣進(jìn)行浸泡,將其中的重金屬離子由固態(tài)變?yōu)殡x子態(tài),然后回收利用,但是隨著不銹鋼鋼廠生產(chǎn)工藝的改進(jìn),廢渣中價(jià)值較高的金屬含量越來(lái)越低,再使用傳統(tǒng)的工業(yè)硫酸浸泡,成本非常高,基本沒(méi)有收益,不但對(duì)設(shè)備要求高,而且工業(yè)硫酸在運(yùn)輸和使用的過(guò)程中都很容易發(fā)生危險(xiǎn)。生物淋濾技術(shù)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。目前還沒(méi)有利用生物淋濾技術(shù)資源化處理不銹鋼廢渣的文章。在本文中首次使用自養(yǎng)菌,以廉價(jià)的硫粉和黃鐵礦為能源底物進(jìn)行實(shí)驗(yàn),通過(guò)改變實(shí)驗(yàn)條件,探究回收不銹鋼酸洗廢渣中鎳和鉻金屬離子的最優(yōu)化條件;在最優(yōu)化條件下,對(duì)其機(jī)理進(jìn)行說(shuō)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)。對(duì)實(shí)現(xiàn)不銹鋼廢渣無(wú)害化和資源化具有重大意義。研究表明用氧化硫硫桿菌(Acidithiobacillus thiooxidans)、氧化亞鐵硫桿菌(Acidithiobacillus ferrooxidans)和嗜鐵鉤端螺旋菌(Leptospirillum ferriphilum),三種菌輔配對(duì)鎳、鉻和鐵等離子有極強(qiáng)的耐受性,在淋濾期間始終保持良好的生長(zhǎng)狀況,對(duì)鎳和鉻離子的浸出發(fā)揮重要的作用。通過(guò)改變菌株類型、固液比、能源底物濃度、初始pH值和直接或間接接觸多次循環(huán)淋濾等措施,確定生物淋濾不銹鋼酸洗廢渣的最優(yōu)化條件是:混合菌株;固液比為6%;能源底物濃度是16g/L;初始pH值為1.0;循環(huán)次數(shù)20次。在最優(yōu)化條件下,鎳溶出率達(dá)到98.2%,鉻的溶出率達(dá)75.7%,通過(guò)化學(xué)模擬實(shí)驗(yàn),說(shuō)明鉻的溶出是間接機(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(wú)關(guān)系;鎳的溶出,是間接機(jī)理-酸溶和淋濾體系氧化還原共同作用的結(jié)果。生物浸出后的酸液含鎳和鉻的濃度可以達(dá)到8g/L和10g/L,經(jīng)過(guò)膜濃縮一次可以達(dá)到含鎳16g/L、含鉻20g/L,最后經(jīng)過(guò)萃取、電解工藝回收單質(zhì)鎳和單質(zhì)鉻。
【關(guān)鍵詞】：不銹鋼酸洗廢渣 有價(jià)金屬 有毒元素 回收 生物淋濾
【學(xué)位授予單位】：北京理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：X757;X172
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-12
• 第1章 緒論12-24
• 1.1 有色金屬冶煉廢渣的現(xiàn)狀及其危害12-13
• 1.1.1 國(guó)內(nèi)有色金屬冶煉廢渣的現(xiàn)狀12-13
• 1.1.2 國(guó)內(nèi)有色金屬冶煉廢渣的危害13
• 1.2 有色金屬冶煉廢渣常用的回收技術(shù)13-16
• 1.2.1 選冶技術(shù)13
• 1.2.2 火法冶煉技術(shù)13-14
• 1.2.3 濕法冶煉技術(shù)14-16
• 1.3 生物淋濾技術(shù)的應(yīng)用16-21
• 1.3.1 國(guó)內(nèi)外生物淋濾技術(shù)研究的現(xiàn)狀16-17
• 1.3.2 生物淋濾菌株介紹17-18
• 1.3.3 生物淋濾的主要影響因素18-20
• 1.3.4 生物淋濾主要機(jī)理介紹20-21
• 1.4 研究目的與內(nèi)容21-24
• 1.4.1 不銹鋼酸洗廢渣的來(lái)源及危害21-22
• 1.4.2 不銹鋼酸洗廢渣的傳統(tǒng)處理工藝22
• 1.4.3 本課題研究可行性分析22-24
• 第2章 不同生物淋濾體系對(duì)金屬溶出效率的影響24-36
• 2.1 實(shí)驗(yàn)儀器與試劑24-25
• 2.2 實(shí)驗(yàn)菌株與培養(yǎng)25-26
• 2.3 實(shí)驗(yàn)方法與內(nèi)容26-28
• 2.3.1 不銹鋼酸洗廢渣的預(yù)處理26
• 2.3.2 單菌株：氧化硫硫桿菌處理不銹鋼酸洗廢渣26
• 2.3.3 單菌株：嗜鐵鉤端螺旋菌處理不銹鋼酸洗廢渣26-27
• 2.3.4 單菌株：氧化亞鐵硫硫桿菌處理不銹鋼酸洗廢渣27
• 2.3.5 混合菌株處理不銹鋼酸洗廢渣27-28
• 2.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論28-35
• 2.4.1 氧化硫硫桿菌對(duì)金屬離子浸出效能的影響28-29
• 2.4.2 嗜鐵鉤端螺旋菌對(duì)金屬離子浸出效能的影響29-30
• 2.4.3 氧化亞鐵硫硫桿菌對(duì)金屬離子浸出效能的影響30-31
• 2.4.4 混合菌株對(duì)金屬離子浸出效能的影響31-32
• 2.4.5 不同淋濾體系在淋濾過(guò)程中各參數(shù)的比較32-35
• 2.5 本章小結(jié)35-36
• 第3章 生物淋濾處理不銹鋼酸洗廢渣的條件優(yōu)化實(shí)驗(yàn)36-48
• 3.1 實(shí)驗(yàn)儀器與試劑36-37
• 3.2 實(shí)驗(yàn)菌株與培養(yǎng)基37
• 3.3 實(shí)驗(yàn)方法與內(nèi)容37-40
• 3.3.1 不銹鋼酸洗廢渣的預(yù)處理37-38
• 3.3.2 不同固液比對(duì)目標(biāo)金屬浸出的影響實(shí)驗(yàn)38
• 3.3.3 不同能源底物比例對(duì)目標(biāo)金屬浸出的影響實(shí)驗(yàn)38
• 3.3.4 不同初始pH值對(duì)目標(biāo)金屬浸出的影響實(shí)驗(yàn)38-39
• 3.3.5 不接觸間接淋濾對(duì)目標(biāo)金屬浸出的影響實(shí)驗(yàn)39
• 3.3.6 多次循環(huán)淋濾浸出目標(biāo)金屬離子實(shí)驗(yàn)39-40
• 3.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論40-47
• 3.4.1 不同固液比對(duì)目標(biāo)金屬浸出的影響實(shí)驗(yàn)40
• 3.4.2 不同能源底物比例對(duì)目標(biāo)金屬浸出的影響實(shí)驗(yàn)40-42
• 3.4.3 不同初始pH值對(duì)目標(biāo)金屬浸出的影響實(shí)驗(yàn)42-45
• 3.4.4 不接觸間接淋濾對(duì)目標(biāo)金屬浸出的影響實(shí)驗(yàn)45-46
• 3.4.5 多次循環(huán)淋濾浸出目標(biāo)金屬離子實(shí)驗(yàn)46-47
• 3.5 本章小結(jié)47-48
• 第4章 化學(xué)模擬金屬離子的溶出機(jī)理48-52
• 4.1 實(shí)驗(yàn)儀器與試劑48-49
• 4.2 實(shí)驗(yàn)方法與內(nèi)容49-50
• 4.2.1 不銹鋼酸洗廢渣的預(yù)處理49-50
• 4.2.2 化學(xué)模擬生物淋濾實(shí)驗(yàn)50
• 4.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論50-51
• 4.3.1 化學(xué)模擬生物淋濾實(shí)驗(yàn)50-51
• 4.4 本章小結(jié)51-52
• 第5章 中試放大：工藝運(yùn)行效果分析52-55
• 5.1 中試設(shè)備介紹52-53
• 5.2 第三方檢測(cè)結(jié)果分析53-54
• 5.3 本章小結(jié)54-55
• 第6章 浸出液中高價(jià)值金屬離子的回收工藝55-58
• 6.1 污泥重金屬資源化提取方案55-56
• 6.1.1 溶劑萃取技術(shù)55
• 6.1.2 旋流電解技術(shù)55-56
• 6.2 整體工藝流程圖56
• 6.3 本章小結(jié)56-58
• 結(jié)論58-59
• 參考文獻(xiàn)59-65
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表論文與研究成果清單65-66
• 致謝66

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4 邱并生;;污泥中重金屬的生物淋濾[J];微生物學(xué)通報(bào);2010年04期

5 周順桂;周立祥;;污泥生物淋濾過(guò)程中黃鐵礬對(duì)重金屬離子的吸附與共沉淀作用的模擬研究[J];光譜學(xué)與光譜分析;2006年05期

6 周婷;袁世斌;鄒曉莉;;一株踝節(jié)霉菌的培養(yǎng)特性及其在污泥生物淋濾中的應(yīng)用[J];應(yīng)用與環(huán)境生物學(xué)報(bào);2012年01期

7 周順桂,周立祥,黃煥忠;生物淋濾技術(shù)在去除污泥中重金屬的應(yīng)用[J];生態(tài)學(xué)報(bào);2002年01期

8 任婉俠;李培軍;何娜;范淑秀;E.V.Verkhozina;;異養(yǎng)微生物在金屬生物淋濾技術(shù)中的應(yīng)用[J];生態(tài)學(xué)雜志;2007年11期

9 陳麗璇;陳菲;蔡曉東;陳淳;;底物種類和濃度對(duì)污泥重金屬生物淋濾效果的影響[J];亞熱帶植物科學(xué);2013年04期

10 王紅濤,王增長(zhǎng),王小英;淺析用生物淋濾法去除城市污泥中的重金屬[J];科技情報(bào)開(kāi)發(fā)與經(jīng)濟(jì);2005年20期

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1 萬(wàn)淑娟;黨志;;生物淋濾直接浸出尾礦中重金屬的實(shí)驗(yàn)研究[A];第五屆全國(guó)環(huán)境化學(xué)大會(huì)摘要集[C];2009年

2 周立祥;方迪;周順桂;王世梅;;污泥潔凈化新技術(shù)-利用嗜酸性硫桿菌去除制革污泥中鉻的研究[A];中國(guó)地壤學(xué)會(huì)第十次全國(guó)會(huì)員代表大會(huì)暨第五屆海峽兩岸土壤肥料學(xué)術(shù)交流研討會(huì)文集（面向農(nóng)業(yè)與環(huán)境的土壤科學(xué)專題篇）[C];2004年

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1 周鳴;生物淋濾技術(shù)去除礦區(qū)土壤中的銅、鋅、鉛研究[D];湖南大學(xué);2008年

2 張弛;復(fù)合硫桿菌與MT基因工程菌對(duì)污泥重金屬的聯(lián)合生物淋濾[D];太原理工大學(xué);2012年

3 方迪;制革污泥中Cr的生物淋濾研究[D];南京農(nóng)業(yè)大學(xué);2006年

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1 楊依然;用生物淋濾技術(shù)資源化處理不銹鋼酸洗廢渣[D];北京理工大學(xué);2016年

2 辛亞云;廢舊鋰離子電池中有價(jià)金屬離子的生物淋濾及其機(jī)理研究[D];北京理工大學(xué);2016年

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5 張祥楠;生物淋濾法去除污泥中重金屬[D];沈陽(yáng)建筑大學(xué);2012年

6 鄒塞;污泥（底泥）重金屬生物淋濾效果研究[D];湖南大學(xué);2008年

7 肖凌鵬;基于生物淋濾的污泥調(diào)理和脫水研究[D];北京林業(yè)大學(xué);2011年

8 譚險(xiǎn)夷;絲狀菌對(duì)生物淋濾去除底泥中重金屬的促進(jìn)作用[D];湖南大學(xué);2011年

9 閆瑾;生物淋濾法去除污泥中重金屬的工藝參數(shù)優(yōu)選研究[D];太原理工大學(xué);2010年

10 王紅濤;生物淋濾法去除城市污泥中重金屬研究[D];太原理工大學(xué);2006年

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本文編號(hào)：322203