礦冶廢渣在水污染治理中應(yīng)用的試驗(yàn)研究.pdf

1、對(duì)工業(yè)、農(nóng)業(yè)和城市廢水中有機(jī)物、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、重金屬離子和酸性的有效去除是水處理的關(guān)鍵，大量廉價(jià)的選礦和冶煉廢渣提供了更加經(jīng)濟(jì)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(duì)象，論證將其應(yīng)用于環(huán)境治理尤其是水污染治理的可行性。
　　 首先對(duì)鋼鐵、鈦、鋁礦冶廢渣進(jìn)行物理、化學(xué)和礦物學(xué)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(yīng)、沉析效應(yīng)、氧化還原效應(yīng)、離子交換效應(yīng)、孔道效應(yīng)、結(jié)構(gòu)效應(yīng)、結(jié)晶效應(yīng)等，對(duì)水中有機(jī)物、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、重金屬離子有很好的截留和去除能力，對(duì)酸有很好的中和能力。最主要的污染物去除機(jī)理源于表面吸附效應(yīng)、沉析效應(yīng)、氧化還原效應(yīng)和離子交換效應(yīng)。
　　 一系列的圓柱試驗(yàn)用來(lái)檢驗(yàn)鋼鐵、鈦、鋁礦冶廢渣和填充物質(zhì)石英砂對(duì)水中溶解性有機(jī)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(jī)氮（DON）和總氮（TN）的去除能力。結(jié)果表明，試驗(yàn)所用的鋼渣和磁鐵礦選鐵尾礦渣對(duì)水中有機(jī)物和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)有良好的去除效果，對(duì)磷的去除效果尤佳。其它礦冶廢渣對(duì)水中含磷營(yíng)養(yǎng)物也有良好的去除效果，對(duì)有機(jī)物和含氮營(yíng)養(yǎng)物有一定的去除效果。
　　 一系列的圓柱試驗(yàn)用來(lái)檢驗(yàn)鋼鐵、鈦、鋁礦冶廢渣和填充物質(zhì)石英砂對(duì)水中重金屬離子Cd2+、Co2+、Cu2+、Mn2+、Ni2+、Zn2+的截留能力以及對(duì)水中酸的中和

4、能力。結(jié)果表明，各種礦冶廢渣對(duì)水中重金屬離子有很好的截留能力，對(duì)酸也有很好的中和能力。鋼渣、赤泥和含鈦高爐渣對(duì)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(duì)水中酸的中和能力最好。
　　 使用PHREEQC地球化學(xué)模擬計(jì)算軟件對(duì)圓柱中水和礦物之間的相互作用過(guò)程進(jìn)行地球化學(xué)模擬分析，評(píng)估試驗(yàn)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(huì)強(qiáng)烈影響試驗(yàn)圓柱或以后在可滲透反應(yīng)墻等應(yīng)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(jié)果不但反映了礦冶廢渣圓柱體系在去除水中污染物過(guò)程中礦物的溶解和沉淀情況，為了解以后在實(shí)際應(yīng)用中體系內(nèi)地球化學(xué)變化的情況提供依據(jù)，而且得到了污染物去除過(guò)程中可能影響各礦冶廢渣去除能力的礦物成分。
　　 研究結(jié)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(duì)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