礦冶廢渣在水污染治理中應用的試驗研究.pdf

1、對工業(yè)、農業(yè)和城市廢水中有機物、營養(yǎng)物質、重金屬離子和酸性的有效去除是水處理的關鍵，大量廉價的選礦和冶煉廢渣提供了更加經濟的水處理材料，本研究選取鋼鐵選礦和冶煉廢渣（磁鐵礦選鐵尾礦渣、含鈦高爐渣、普通高爐渣、鋼渣）、鈦選礦廢渣（磁鐵礦選鈦尾礦渣）和鋁冶煉廢渣（赤泥）作為研究對象，論證將其應用于環(huán)境治理尤其是水污染治理的可行性。
　　 首先對鋼鐵、鈦、鋁礦冶廢渣進行物理、化學和礦物學特征分析，它們主要由Al、Fe、Mn氧化物礦物和

2、Ca、Mg礦物組成。這些礦物由于具有特殊的表面吸附效應、沉析效應、氧化還原效應、離子交換效應、孔道效應、結構效應、結晶效應等，對水中有機物、營養(yǎng)物質、重金屬離子有很好的截留和去除能力，對酸有很好的中和能力。最主要的污染物去除機理源于表面吸附效應、沉析效應、氧化還原效應和離子交換效應。
　　 一系列的圓柱試驗用來檢驗鋼鐵、鈦、鋁礦冶廢渣和填充物質石英砂對水中溶解性有機碳（DOC）、磷酸鹽（PO4-P）、氨氮（NH3-N）、硝酸鹽/

3、亞硝酸鹽氮（NOx-N）、溶解性有機氮（DON）和總氮（TN）的去除能力。結果表明，試驗所用的鋼渣和磁鐵礦選鐵尾礦渣對水中有機物和營養(yǎng)物質有良好的去除效果，對磷的去除效果尤佳。其它礦冶廢渣對水中含磷營養(yǎng)物也有良好的去除效果，對有機物和含氮營養(yǎng)物有一定的去除效果。
　　 一系列的圓柱試驗用來檢驗鋼鐵、鈦、鋁礦冶廢渣和填充物質石英砂對水中重金屬離子Cd2+、Co2+、Cu2+、Mn2+、Ni2+、Zn2+的截留能力以及對水中酸的中和

4、能力。結果表明，各種礦冶廢渣對水中重金屬離子有很好的截留能力，對酸也有很好的中和能力。鋼渣、赤泥和含鈦高爐渣對水中重金屬離子的截留能力最好。普通高爐渣、鋼渣和磁鐵礦選鐵尾礦渣對水中酸的中和能力最好。
　　 使用PHREEQC地球化學模擬計算軟件對圓柱中水和礦物之間的相互作用過程進行地球化學模擬分析，評估試驗圓柱出水中的含Al、Fe、Mn、Ca、Mg礦物飽和指數(shù)（SD的變化情況，這些礦物會強烈影響試驗圓柱或以后在可滲透反應墻等應用

5、中其它大多數(shù)主要和痕跡元素的形態(tài)分布。PHREEQC軟件的模擬結果不但反映了礦冶廢渣圓柱體系在去除水中污染物過程中礦物的溶解和沉淀情況，為了解以后在實際應用中體系內地球化學變化的情況提供依據，而且得到了污染物去除過程中可能影響各礦冶廢渣去除能力的礦物成分。
　　 研究結果表明，鋼鐵、鈦、鋁礦冶廢渣中Al、Fe、Mn氧化物礦物和Ca、Mg礦物含量對其污染物去除能力有很大的影響，Al、Fe、Mn氧化物礦物和Ca、Mg礦物含量都很高的