中南大学冶金与环境学院环境工程研究所
- 作品数：33 被引量：322H指数：13
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- 相关机构：深圳职业技术学院建筑与环境工程学院赤峰学院资源环境与建筑工程学院更多>>
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- 铅锌尾矿制备水泥熟料及重金属固化特性被引量：15
- 2015年
- 以桥口铅锌尾矿为原料制备水泥熟料,主要研究生料的易烧性、熟料的重金属固化、浸出毒性及水泥的强度。利用X线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)分析不同尾矿掺量及煅烧温度下水泥熟料的矿物相和微观结构,用电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES法)分析熟料中重金属的质量分数。研究结果表明:当煅烧温度超过1 350℃且加入铅锌尾矿质量分数为15%~16%时,可生产出符合GB 175—2007标准的硅酸盐水泥,其硅酸三钙(C3S)质量分数最高可达49.2%,28 d抗压强度为53.99 MPa;掺入铅锌尾矿,熟料中游离氧化钙(f-Ca O)的质量分数低于0.5%,改善了生料的易烧性;在煅烧过程中,重金属Zn,As,Cd和Pb的平均固化率分别为89.76%,83.62%,73.20%和15.19%;熟料Zn,As,Cd和Pb的浸出毒性远低于危险废物的国家标准。
- 何哲祥肖祈春周喜艳李翔肖威
- 关键词：铅锌尾矿水泥熟料浸出毒性
- 中国主要城市土壤重金属累积特征与风险评价被引量：29
- 2022年
- 我国快速城市化过程可能会导致重金属在城市土壤中累积,威胁居民健康.通过收集和整理最近15年间发表的文献数据,从整体上分析了我国52个主要城市土壤重金属含量特征及其健康风险.结果表明,我国城市土壤平均ω(Pb)、ω(Cd)、ω(Cu)和ω(Zn)分别为:58.5、0.49、42.1和156.3 mg·kg^(-1),其I_(geo)值排序为:Cd(1.10)>Zn(0.36)>Pb(0.28)>Cu(0.13).沿海经济发达省份(如江苏、浙江等)和资源型省份(如湖南、河南、内蒙古等)城市中土壤重金属含量相对较高.土壤重金属I_(geo)值较高的城市主要包括开封、扬州、呼和浩特、太原和湘潭等.城市工业区和交通区中土壤重金属含量显著高于居民区与公园,说明城市中繁忙交通和发达的重工业是造成土壤重金属显著累积的主要原因.城市土壤重金属平均含量与城市经济和环境指标[如常住人口、GDP、ρ(PM_(10))、ρ(PM_(2.5))和SO_(2)排放量]之间相关性不显著,可能是因为城市土壤重金属含量空间异质性大,平均含量难以反映出整体累积水平.我国城市土壤重金属对儿童的非致癌风险总体较低,主要风险元素为Pb,但个别冶炼工业发达城市的土壤重金属暴露风险值得警惕.
- 彭驰何亚磊郭朝晖肖细元张严
- 关键词：城市化健康风险评价镉经济指标
- 铅锌尾矿砂对混凝土单轴压缩声发射特征的影响研究被引量：1
- 2022年
- 为了研究尾矿砂骨料混凝土的力学特性,对4种铅锌尾砂含量的混凝土开展单轴压缩实验,同时获取了压缩过程中的声发射信号,基于声发射信号对材料损伤演化特征进行了评价。结果表明:混凝土试件的变形过程分为弹性、塑性、断裂破坏和残余变形4个主要阶段;随着铅锌尾砂取代率增加,抗压强度有增大趋势,并在超过30%后趋于稳定;根据声发射实验得到了损伤因子与应变的关系曲线;普通混凝土结构损伤主要在塑性变形阶段,尾矿砂改性混凝土的结构性损伤集中在塑性和断裂破坏阶段;一定比例的铅锌尾砂有助于加速水化凝胶物的形成,从而增强强度和变形性能。
- 张亚利陈昌远王杰季云
- 关键词：混凝土应力应变声发射
- 含砷矿区河流沉积物粒径组成及砷赋存特征被引量：6
- 2021年
- 矿区河流沉积物是重金属污染物的迁移载体。研究了某含砷矿区河段沉积物砷含量分布、赋存形态及粒径对沉积物中砷水力传输的影响机制。结果表明:矿区河流沉积物中砷污染问题突出;沉积物颗粒大小不仅影响砷在沉积物组分中的分配与赋存形态,还会影响水环境中砷的传输。在矿区上游和中上游河段,沉积物均以粗砂、中砂组分为主,上游河段沉积物中砷含量为18.53 mg/kg,主要来源于原生矿物,以结晶水合铁铝氧化物结合态和残渣态等稳定形式存在。中上游河段沉积物中砷含量达到3492 mg/kg,主要来源于采矿活动导致矿石中砷的氧化溶出和部分原生矿物,粗砂、中砂组分(73.90%)中砷以弱结晶水合铁铝氧化物结合态和残渣态为主,分别占总砷含量的83.71%和83.82%,细砂、极细砂、粉砂中砷主要以专性吸附态和弱结晶水合铁铝氧化物结合态存在,分别占总砷含量的58.72%、58.51%和73.10%。在距离矿区2,4 km处的中游、下游河段沉积物砷含量仍有371,247 mg/kg,以细砂、极细砂、粉砂为主,其中专性吸附态和弱结晶水合铁铝氧化物结合态砷是主要形态;沉积物<0.25 mm(细砂、极细砂、粉砂)组分中砷含量是粗砂组分的1.5倍,<0.25 mm细颗粒沉积物对砷的水力传输起主导作用。因此,应加强废弃含砷矿区河流生态治理和水土保持,防止细泥沙入水;同时,加强下游河段沉积物生态疏浚和修复治理,防止沉积物中砷的再释放。
- 张鹂郭朝晖冉洪珍肖细元胡志浩李长周
- 关键词：砷赋存形态
- 铜冶炼场地周边土壤重金属污染特征与风险评价被引量：14
- 2023年
- 铜冶炼生产活动会造成周边土壤重金属污染,威胁公众健康.通过收集整理已发表文献数据,从整体上研究了国内外40个铜冶炼场地周边不同土地利用类型土壤重金属的累积特征、分布规律以及健康风险.结果表明,铜冶炼场地周边土壤重金属ω(As)、ω(Cd)、ω(Cu)、ω(Pb)和ω(Zn)平均值分别为196、10.5、1948、604和853 mg·kg^(-1),地累积指数(I_(geo))依次为:Cd(5.63)>Cu(3.88)>As(2.96)>Pb(2.30)>Zn(1.27),Cd和Cu累积最严重.土壤重金属内梅罗指数(NIPI)高值主要出现在冶炼历史长、工艺落后和环保措施不足的场地.土壤重金属含量之间呈现显著相关性,随着采样半径增加而降低,主要累积在冶炼场地周边2~3 km内.相对于冶炼历史、规模和工艺,土地利用类型对土壤重金属含量影响较小.铜冶炼场地周边土壤重金属普遍存在致癌风险与非致癌风险,其中冶炼生产区As和Pb,林地Pb的健康风险较高.研究结果可以指导冶炼场地周边土壤重金属污染风险防控工作.
- 彭驰刘旭周子若姜智超郭朝晖肖细元
- 关键词：土地利用类型
- 锌焙砂的选择性还原焙烧硫酸浸出工艺研究被引量：5
- 2014年
- 研究了选择性还原焙烧-硫酸浸出两段工艺处理高铁锌焙砂的方法.首先在CO还原气氛下将锌焙砂中的铁酸锌选择性转化为氧化锌和磁铁矿,然后采用硫酸浸出使可溶锌溶出而铁存留于渣中,实现铁锌有效分离.主要考察了还原焙烧以及硫酸浸出的工艺条件对铁锌分离效果的影响,并采用化学分析法及XRD、SEM-EDS的检测手段对焙烧样品进行分析.以可溶性锌和亚铁的含量作为焙烧评价指标,得出最佳焙烧条件为:焙烧温度750℃,焙烧时间60 min,CO浓度8%,CO/(CO+CO2)气氛比例20%,此条件下可溶锌率由原焙砂中的79.64%提高到91.75%;以铁锌浸出率为考察指标,得出最佳浸出条件为∶常温浸出,浸出时间30 min,浸出酸度90 g/L,液固比10∶1,此条件下锌铁浸出率分别为91.8%和7.17%.
- 侯栋科彭兵柴立元彭宁闫缓胡明
- 关键词：锌焙砂铁酸锌还原焙烧
- 高铁锌焙砂还原焙烧-酸性浸出选择性分离铁锌研究被引量：4
- 2015年
- 传统湿法炼锌中的氧化焙烧阶段产生大量铁酸锌,在常规条件下铁酸锌难以溶出,不利于铁锌的分离和回收。铁酸锌的生成导致后续沉铁工序复杂,渣量大,既浪费了锌铁资源又污染环境。提出了一种新的还原焙烧方法,使高铁锌焙砂中的铁酸锌选择性分解为氧化锌和磁性氧化铁。以北京某锌冶炼厂的锌焙砂为研究对象,研究铁酸锌选择性分解为氧化锌和磁性氧化铁过程中的变化规律,寻找最佳还原焙烧条件。采用化学分析法和XRD检测技术研究了锌焙砂还原焙烧过程中焙烧温度、焙烧时间、CO体积分数和CO/CO2配比等因素对亚铁生成量、可溶锌率及锌浸出率的影响。结果表明,在750℃、CO体积分数为4%、CO/(CO+CO2)体积比为20%、焙烧60 min的焙烧条件,以及浸出酸度为150 g/L H2SO4、液固比为15∶1、转速为500 r/min、30℃的浸出条件下,锌的浸出率为93.24%,实现了铁锌的有效分离。
- 闫缓柴立元彭兵彭宁侯栋科胡明
- 关键词：环境工程学铁酸锌还原焙烧
- 桑树(Morus alba L.)原位修复某尾矿区重金属污染土壤被引量：17
- 2020年
- 木本植物具有根系发达、生物量大、适应性强等特点,可广泛用于重金属污染土壤修复.本文通过5年的田间修复试验,研究了桑树(Morus alba L.)对污染土壤中重金属的累积和分布特征、土壤中重金属和营养元素有效性含量的变化,来探讨桑树修复某尾矿区污染土壤中Mn、Zn和Cd等重金属的效果.研究结果表明,桑树生物量大,可用于重金属污染土壤的生态修复与景观恢复.田间种植5年后,桑树整株干重每株可达4 kg.桑树对土壤中重金属具有一定的转运和累积能力,地上部分中Cd、Zn和Mn等重金属含量明显大于根部,尤其是叶片中重金属含量明显大于枝和主干中的含量.修复5年后,桑树地上部分Zn和Mn的累积总量可达3277.7 mg·100 m-2和2422.4 mg·100 m-2,且土壤中Mn和Zn含量分别从2192.5 mg·kg-1和103.2 mg·kg-1降低至1790.0 mg·kg-1和85.94 mg·kg-1,同时土壤有效态Mn和Zn分别显著(P<0.05)降低66.0%和28.6%.然而,桑树落叶中Cd、Zn和Mn含量分别可达0.36、64.5、189.2 mg·kg-1.因此,通过定期清除桑树落叶或刈割地上部分,可防止叶片中重金属对土壤造成二次污染,同时削减土壤中重金属含量.同时,经桑树修复5年后土壤中碱解氮、有效磷和速效钾含量均显著(P<0.05)降低,需定期补充相应氮、磷和钾肥来强化桑树修复尾矿区重金属污染土壤.
- 曾鹏郭朝晖韩自玉肖细元彭驰
- 关键词：桑树重金属污染土壤原位修复土壤肥力
- 废弃铅锌矿区河漫滩沉积物中重金属地球化学特征与生态风险
- 废弃矿区附近河流沉积物的重金属遗留问题受到了广泛关注。为了揭示河流中重金属的迁移和生态风险,我们采集了废弃桃林铅锌矿区附近新墙河河水和河漫滩沉积物共168份样品。结果表明,由于历史采选矿活动,河漫滩沉积物中砷(As)、镉...
- 黄博郭朝晖万群熊剑彭驰肖细元
- 关键词：重金属潜在生态风险镉
- 文献传递
- 钙镁磷肥对石灰、海泡石组配修复镉污染稻田土壤的影响被引量：51
- 2020年
- 改良剂组配(例如羟基磷灰石和沸石)可有效降低土壤中重金属的生物有效性,抑制水稻对重金属的积累,从而提高农产品的安全水平.本文通过田间试验,研究钙镁磷肥施用对石灰、海泡石组配降低稻田土壤有效态Cd含量、水稻各部分中Cd含量的影响.结果表明,施用钙镁磷肥可显著促进石灰、海泡石组配的钝化修复效果.与石灰、海泡石组配处理相比,施用钙镁磷肥,土壤中有效态Cd含量和糙米中Cd含量显著降低,在施用2 250 kg·hm^-2钙镁磷肥的条件下,土壤中Cd^2+发生沉淀或络合反应生成难溶性磷酸镉而降低土壤酸可提取态、可还原态和可氧化态Cd的占比,土壤中有效态Cd含量显著(P<0.05)降低46.97%,糙米中Cd含量降低至0.04 mg·kg^-1,低于《食品安全国家标准》(GB 2762-2017)中糙米镉限量(0.2 mg·kg^-1)标准,且糙米产量增加28.34%.相关性分析结果表明,水稻根、茎叶和糙米中Cd含量与土壤中有效态Cd含量,水稻糙米中Cd含量与根和茎叶中Cd含量呈极显著正相关关系(P<0.01),土壤有效态Cd含量是影响水稻糙米中Cd含量的关键性因素,钙镁磷肥可提高石灰与海泡石对土壤中有效态Cd降低效果来减少水稻根和茎叶对Cd的吸收,进而降低糙米中Cd含量.上述结果表明,施用钙镁磷肥提高了石灰、海泡石组配降低糙米中Cd含量的效果,可实现Cd污染稻田水稻安全生产和增产.
- 鄢德梅郭朝晖黄凤莲冉洪珍张鹂
- 关键词：钙镁磷肥石灰海泡石
