超声辅助烷基糖苷去除电解锰渣中金属离子-环境工程学报.PDF

第12卷第11期 环境工程学报 Vol.12,No.11 2018年11月 ChineseJournalofEnvironmentalEngineering Nov.2018 固体废物处理与资源化 DOI 10.12030/j.cjee.201805124 中图分类号 X756 文献标识码 A 吕莹,李佳,叶恒朋,等.超声辅助烷基糖苷去除电解锰渣中金属离子[J].环境工程学报,2018,12(11):3234-3242. LYUYing,LIJia,YEHengpeng,etal.Removalofmetalionsfromelectrolyticmanganeseresiduebyultrasound-assistedalkylpolyglycoside leaching[J].ChineseJournalofEnvironmentalEngineering,2018,12(11):3234-3242. 超声辅助烷基糖苷去除电解锰渣中金属离子 吕莹，李佳 ，叶恒朋，杜冬云，李佳欣* 中南民族大学资源与环境学院，武汉430074 第一作者：吕莹（1994—），女，硕士研究生，研究方向：固体废弃物的处置与处理。E-mail：lvying940904@163.com *通信作者，E-mail：jiajiali1982@ 摘 要 以电解锰渣为研究对象，采用淋洗法研究超声辅助非离子型表面活性剂烷基糖苷（APG）对电解锰渣 中有害金属的去除效果，为矿渣的无害化处理提供理论基础。水浴振荡实验中探究了反应时间、pH、APG浓度 及转速对金属离子去除率的影响，超声辅助水浴振荡实验中优化了超声时间及超声功率2个条件，并用BCR连 续提取法对表面活性剂处理前后矿渣中金属的存在形态进行分析。结果表明，在超声功率为450W、超声时间为 -1 -1 40min的辅助处理下，当淋洗液pH为5.0，APG浓度为80gL ，转速为180rmin ，处理24h后电解锰渣中Mn、 Cd、Co和Ni的去除率分别可达85.17%、78.29%、68.25%和71.34%。且比较表面活性剂处理前后电解锰渣中金属 赋存形态发现，APG对不同形态的金属离子的去除能力存在差异，其中以弱酸提取态和可还原态重金属的去除 效果最为明显。通过分析可知超声辅助烷基糖苷洗脱是一种有效的电解锰渣中金属离子无害化处理技术，具有 环境、经济的双重效益。 关键词 电解锰渣；烷基糖苷；超声辅助；金属离子；无害化 电解锰行业作为一个典型的湿法冶金行业，具有高能耗、高污染、高排放特点，它在促进经济 快速发展的同时也造成了严重的环境污染问题，诸如废气、废水、废渣等，这严重限制了电解锰行 [1] 业健康、有序及可持续发展 。其中电解锰渣是一种高锰含量的工业固体废物，同时含有一些有害 的重金属元素，如铬、铜、铅、镉、镍、钴等，因此，开发出一种高效且环保的电解锰渣处理技术 对于无害化利用及环境可持续性均有重要意义。 目前，矿渣的重金属修复方法主要包括物理修复、化学修复、生物修复3大类及其联合处理技 术[2]。其中物理修复主要包括热处理、翻土、客土、固化、填埋、萃取等物理方法，虽能彻底修复污 染，但成本高、工程量大，因此，该方法仅适用于污染面积较小、污染较严重的土壤。生物修复包括 植物修复和微生物修复2个方面，经济且不会对环境无害，但由于该法反应周期长、去除率低等特 点，实际应用范围并不广。化学法主要包括化学淋洗及固化/稳定化技术，其中后者是通过向矿渣中 加入稳定剂以促进金属形成稳定的赋存形态来降低其环境毒性，本质上金属总量并没有降低，仍可 能随周围环境的改变进入土壤而造成污染。而化学淋洗技术作为一种在欧美地区应用广泛的矿渣 中金属修复技术，是一种简单易行、高效彻底的金属分离技术。该方法是通过使用酸、碱、螯合剂、 [3] 表面活性剂或其他添加剂等对矿渣进行原位、异位淋洗，从而达到去除矿渣中金属离子的目的 。 淋洗剂的选择是化学修复技术的关键。有研究表明，大量酸、碱淋洗剂的使用会对矿渣性质及 结构造成破坏，螯合剂具有较强的环境破坏性，且回收困难[4]。因此，