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固体废物处理与出疹子-第四章-固体废物的物化处理

异极性(黄药、油酸):由极性基(亲固)和非极 性基(疏水)组成。黄药回收含重金属和贵金属的废 物;油酸回收碱土金属的碳酸盐、金属氧化物、萤 石、重晶石等。
二、浮选药剂
捕收剂
分类: 非极性油类(脂肪烃(CnH2n+2)、脂环烃(CnH2n)和 芳香烃):难溶于水,不能解离成离子而得名。常 用的有煤油、柴油、燃料油、变压器油、重油等。 目前,主要用于一些天然可浮性很好的非极性废物 颗粒回收,例如:粉煤灰中未燃尽碳的回收、废石 墨的回收等。
二、浮选药剂
起泡剂
定义:能促进泡沫 形成,增加分选 界面的药剂。 结构特征:
是一种异极性的有机物质,极性 基亲水,非极性基亲气,使起泡剂 分子在空气和水的界面上产生定向 排列; 大部分起泡剂是表面活性物质, 能够强烈地降低水的表面张力; 起泡剂应有适当的溶解度。 常用的起泡剂有:松醇油、脂肪醇 等。
络合反应 溶剂与物料 中的组分发 生络合反应, 生成可溶性 络合物的过 程
化学溶解过程 溶剂与物料的有关组分之间 发生化学反应生成可溶性的 化合物进入液相的过程。
浸出过程
氧化还原反应 溶液同物料组 成之间发生氧 化还原反应, 生成可溶性化 合物的过程
物理溶解过程 溶质在溶剂作用下仅发生晶格破坏,离子或原子之 间化学键的破坏是一个可逆过程,溶质可从溶液中 结晶出来
主编 宁平
主要内容
4.1 浮选 掌握浮选的原理,熟悉浮选的药剂。
4.2 溶剂浸出 熟悉溶剂浸出过程的化学反应机理、典型浸出反应。
4.3 固体废物稳定化/固化处理 掌握稳定化/固化处理技术所涉及的概念和方法及其
评价指标。
§4.1浮选 一、浮选原理
定义:浮选是根据不同物质被水润湿程度的差异而 对其进行分离的过程。 原理:浮选是通过在固体废物与水调制成的料浆中 加入浮选剂扩大不同组分的可浮性差异,再通入空气 形成无数细小气泡,使目的颗粒黏附在气泡上,并随 气泡上浮于料浆表面成为泡沫层刮出,成为泡沫产品; 不浮的颗粒则留在料浆内,通过适当处理后废弃。
一、浮选原理
润湿性:指物质被水润湿的程度。许多无机废物极 易被水润湿,而有机废物则不易被水润湿(润湿角)。 亲水性物质:易被水润湿的物质; 疏水性物质:不易被水润湿的物质。
二、浮选药剂
根据在浮选过程中的作用,浮选药剂分为捕收剂、起 泡剂和调整剂。
二、浮选药剂
捕收剂
定义:捕收剂是能够选择吸附在预选颗粒上,使目 的颗粒表面疏水,增加可浮性,使其易于向气泡附着 的药剂。 分类:
三、几种典型浸出反应
中性溶剂浸出
中性浸出剂是水和盐。常用的盐浸剂有氯化钠、高价
铁盐、氯化铜和次氯酸钠等。
氯化钠浸出: PbSO4 NaCl PbCl2 Na2SO4 用于:含铅废物。
高价铁盐浸出:NiS
Fe2
SO4
3
NiSO4
2FeSO4
S
用于:含铋废物。
氯化铜浸出:Cu2S CuCl2 CuCl S 0
三、浮选工艺过程
充气浮选(调泡):a、正浮选:将有用物质浮选入泡 沫产品中,无用或回收价值不大的物质留在料浆中。b、 反浮选:将无用物质浮选入泡沫产物中,有用物质留在 料浆中。
当料浆中含有两种以上有用物质时,有两种浮选法:a、 优先浮选:将有用物质依次浮选。b、混合浮选:有用物 质共同浮选,然后再把有用物质一一分离。 影响浮选的因素:物料性质(如颗粒的润湿性、颗粒 的大小等);药剂条件(如药剂的种类、用量、药剂组 合等);操作条件(如充其量大小、液面高低等)。
四、浮选设备
浮选机的基本要 求: ①良好的充气作 用; ②搅拌作用; ③能形成比较平 稳的泡沫区; ④能连续工作便 于调节。
主要的浮选设备: 机械搅拌机(应用最广,包括叶轮式机械搅拌机和棒形 浮选机);充气搅拌式;充气式;气体析出式。
§4.2溶液浸出
溶剂浸出:采用适当的溶剂与废物作用使物料中有关 的组分有选择性的溶解的物理化学过程。 浸出目的:使物料中有用或有害成分能选择性地最大 限度地从固相转入液相。 溶剂的选择:
对目的组分选择性好; 浸出率高,速率快; 成本低,容易制取,便于回收和循环使用; 对设备腐蚀性小。
一、浸出动力学过程
浸出过程: 1、外扩散; 2、化学反应; 3、解吸; 4、反扩散。
Fick第一定律:
vD
d
dt
D
s
KD
s
质量作用定律:
vK
d
dt
KK sn
二、浸出过程的化学反应机理
交换反应 物料中的金属氧化物、硫化物与酸、 碱、可溶性盐作用,生成可溶性盐 类的过程
气泡
气泡

气泡
气泡


起泡剂在气泡表面的吸附 气泡

捕收剂


起泡剂与捕收剂的相互作用
二、浮选药剂
调整剂
定义:主要用于调整捕收剂的作用及介质条件。 常用的调整剂:
活化剂:促进目的颗粒与捕收剂作用,常用的多为 无机盐(硫酸钠、硫酸铜等)。 抑制剂:抑制非目的颗粒的可浮性,常用的有各种 无机盐(水玻璃)和有机盐(单宁、淀粉)。
用于:含金属硫化物的废矿。如FeS2、CuFeS2、 PbS、ZnS、CuS等。
三、几种典型浸出反应
中性溶剂浸出
次氯酸钠浸出:
MoS2 NaClO NaOH Na2MoO4 NaCl Na2SO4 H2O
用于:难被高价铁盐及高价铜离子浸出的金属硫化 物。
酸浸
常用的有稀硫酸、浓硫酸、盐酸、硝酸、王水、氢氟 酸、亚硫酸等。凡废物中的某种组分可通过酸溶进入溶 液的都可采用酸浸的方法。
பைடு நூலகம்
二、浮选药剂
调整剂
常用的调整剂: pH值调整剂:调整介质的pH值,常用的是酸类和 碱类。 分散剂:促使料浆中非目的细粒成分散状态,常用 的有无机盐类(苏打水、水玻璃)和高分子化合物(各类 聚磷酸盐)。 混凝剂:促使料浆种目的颗粒联合成较大团粒常用 的有石灰、明矾、聚丙烯酰胺等。
三、浮选工艺过程
主要包括调浆、调药、调泡三个程序。 浮选前料浆的调制(调浆):主要是废物的破碎、磨 碎等,目的是得到粒度适宜,基本上单体解离的颗粒, 进入浮选的料浆浓度必须适合浮选工艺的要求。浓度低, 回收率很低,质量高;浓度过高,回收率也下降。还要 考虑充气量、浮选药剂的消耗、处理能力及浮选时间等 因素。 加药调整(调药):药剂的种类、数量、添加地点和 方式,应根据预选物质颗粒的性质,通过实验确定。一 般浮选前添加药剂总量的6-7%,其余的分批在适当地 点加入。
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