本书基于有色冶金环境工程的内涵与发展，以有色冶金污染源、基础理论、最新技术和工程案例为主线，系统介绍了有色冶金环境工程相关知识与作者二十多年来科研工作的研究成果。全书共分为六篇，分别为绪论、有色冶金环境工程基础理论(有色冶金污染物沉淀-溶解、吸附-解吸、氧化还原和重金属复杂矿物相分解？转化基础理论)、有色冶金二次资源综合利用新技术(锌浸渣有价金属综合回收技术、铅锌冶炼渣硫化-浮选回收人造硫化矿技术、高砷多金属物料清洁利用技术)、有色冶金“三废”污染物治理新技术(重金属废水多基团配位深度处理与回用技术、重金属废水新型吸附剂深度处理技术、含砷固废固化/稳定化处理处置技术和低浓度二氧化硫烟气治理与单质硫回收技术)、重金属废渣堆场土壤治理与修复新技术和有色冶金环境工程案例。
样章试读
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前言
第一篇 绪论
第1章 有色冶金环境工程内涵与发展概况 3
1.1 有色冶金与环境工程的关系 3
1.1.1 有色冶金与环境保护 3
1.1.2 有色冶金相关的环境法规标准 4
1.1.3 铅冶金技术进步与环境工程的关系 6
1.2 有色冶金环境工程的概念 7
1.3 有色冶金环境工程发展概况 8
第2章 重金属冶金污染源及特征 10
2.1 铜冶金污染源及特征 10
2.1.1 火法炼铜工艺流程及排污节点 10
2.1.2 湿法炼铜工艺流程及排污节点 13
2.2 铅锌冶金污染源及特征 14
2.2.1 铅冶炼生产工艺流程及排污节点 14
2.2.2 锌冶炼生产工艺流程及排污节点 18
2.3 锑冶金污染源及特征 21
第二篇 有色冶金环境工程基础理论
第3章 有色冶金污染源解析方法 27
3.1 有色冶金污染物浓度场数值模拟 27
3.1.1 有色冶金污染物浓度场数值模拟方法 27
3.1.2 有色冶金污染物浓度场数学模型 27
3.1.3 求解有色冶金污染物浓度场的有限容积法 29
3.1.4 铜闪速熔炼含砷污染物浓度场的数值模拟 29
3.2 铜闪速熔炼砷污染源解析专家系统 33
第4章 有色冶金污染物行为特征 38
4.1 废水中重金属形态分布规律 38
4.1.1 废水中重金属离子存在形态 38
4.1.2 污酸中汞存在形态 39
4.1.3 重金属有机废水中配合离子的存在形态与分布 41
4.2 固体废物中重金属物相分布特征 41
4.2.1 重金属废水处理污泥物相组成及化学形态 41
4.2.2 高温熔炼渣物相组成及化学形态 43
4.2.3 湿法炼锌渣工艺矿物学特征 47
4.2.4 重金属冶炼砷渣工艺矿物学特征 51
4.3 重金属冶炼废气污染物形态与物相分布 55
4.3.1 低浓度二氧化硫烟气 55
4.3.2 锌冶炼烟气中汞分布与形态 55
4.4 冶炼废渣堆场土壤污染特征 57
4.4.1 堆场污染土壤重金属含量 57
4.4.2 堆场污染土壤重金属的赋存形态 60
4.4.3 堆场土壤重金属的迁移与分布 62
第5章 有色冶金污染物沉淀-溶解基础理论 65
5.1 重金属沉淀-溶解平衡 65
5.1.1 重金属复杂水体系沉淀-溶解分离原理 65
5.1.2 水热条件下铅锌沉淀-溶解平衡热力学 91
5.1.3 重金属多基团配位平衡与破络原理 101
5.2 重金属废水化学沉淀颗粒污泥形成理论 105
5.2.1 重金属废水沉淀污泥絮状结构特征和成因 105
5.2.2 重金属废水沉淀颗粒污泥结晶形成原理 106
5.2.3 重金属废水沉淀颗粒污泥聚集原理 108
5.3 稳定矿物相臭葱石沉淀形成热力学 109
第6章 有色冶金污染物吸附-解吸基础理论 113
6.1 砷污染物的吸附-解吸 113
6.1.1 砷在磁性铁表面的吸附 113
6.1.2 砷在金属掺杂磁性铁表面的吸附 121
6.2 重金属阳离子吸附-解吸 124
6.2.1 生物质表面矿化改性对重金属阳离子的吸附作用 125
6.2.2 生物质表面活性基团强化对重金属阳离子的吸附作用 130
6.2.3 重金属阳离子在生物质表面吸附-解吸行为特征 146
6.3 氟离子的吸附 153
6.3.1 氟离子在金属氧化物表面的吸附作用 153
6.3.2 氟离子在氧化铝/菌体上的吸附作用 159
第7章 有色冶金污染物氧化还原基础理论 161
7.1 水环境中污染物的氧化还原原理 161
7.1.1 化学氧化还原基础理论 161
7.1.2 基于硫酸根自由基光化学氧化砷的基础理论 164
7.1.3 生物制剂与氧化剂协同氧化处理原理 167
7.2 二氧化硫自催化歧化基础理论 168
7.2.1 二氧化硫吸收液亚硫酸根歧化的热力学 168
7.2.2 硒催化硫酸氢根歧化的动力学特征 170
7.2.3 催化反应机理 176
第8章 重金属复杂矿物相分解-转化基础理论 186
8.1 稳定矿物相高温解离基础理论 186
8.1.1 ZnFe2O4还原热力学及分解机制 186
8.1.2 ZnFe2O4还原过程的物相转变特征 193
8.1.3 ZnFe2O4还原过程的物相调控 200
8.2 ZnFe2O4硫酸盐化分解-转化理论及规律 214
8.2.1 硫酸盐化焙烧热力学 214
8.2.2 ZnFe2O4硫酸盐化焙烧反应机制 215
8.2.3 ZnFe2O4硫酸盐化焙烧产物及特性 217
8.3 ZnFe2O4硫化焙烧理论及行为 221
8.3.1 ZnFe2O4硫化焙烧热力学 221
8.3.2 ZnFe2O4硫化焙烧过程特征 223
8.3.3 ZnFe2O4硫化焙烧反应机制 229
8.4 臭葱石晶体形成机制与生长过程特征 231
8.4.1 臭葱石晶体形成机制 231
8.4.2 臭葱石晶体生长过程特征 236
第三篇 有色冶金二次资源综合利用新技术
第9章 锌浸渣有价金属综合回收技术 245
9.1 锌浸渣还原焙烧及铁锌分离技术 245
9.1.1 锌浸渣还原焙烧过程工艺 245
9.1.2 锌浸渣还原焙烧后铁锌浸出分离工艺 247
9.2 锌浸渣硫酸盐化焙烧及有价金属回收技术 248
9.2.1 锌浸渣Fe2(SO4)3焙烧及有价金属回收 248
9.2.2 锌浸渣(NH4)2SO4焙烧及有价金属回收 254
9.3 锌冶炼中浸渣还原浸出技术 260
9.3.1 工艺流程 260
9.3.2 工艺参数 261
9.3.3 处理效果 262
第10章 铅锌冶炼渣硫化-浮选回收人造硫化矿技术 264
10.1 铅锌冶炼废水中和渣水热硫化-浮选回收人造硫化矿 264
10.1.1 技术原理及工艺流程 264
10.1.2 硫化工艺参数 265
10.1.3 人造硫化物常规浮选分离工艺参数 268
10.1.4 技术实施效果 271
10.2 人造硫化矿晶型调控优化及其浮选技术 271
10.2.1 人造硫化矿可浮性特点 271
10.2.2 晶型调控的技术原理 272
10.2.3 人造硫化物水热晶型调控技术参数 275
10.2.4 技术实施效果 277
10.3 废水中和渣-富硫浸锌渣协同硫化-浮选技术 278
10.3.1 工艺流程 278
10.3.2 工艺技术参数 280
10.3.3 技术实施效果 281
10.4 硫酸钙水化转化促进硫化锌分离及回收新工艺 282
10.4.1 工艺流程 283
10.4.2 水化工艺技术参数 283
10.4.3 水化调控效果 286
10.4.4 水化产物中硫化锌的分离及回收 287
10.5 锌浸渣硫化焙烧-磁选-浮选锌铁回收技术 289
10.5.1 工艺流程 289
10.5.2 硫化焙烧工艺参数 290
10.5.3 焙烧产物锌铁分离工艺 291
10.5.4 技术实施效果 296
第11章 高砷多金属物料清洁利用技术 298
11.1 铅阳极泥源头脱砷与有价金属梯级分离技术 298
11.1.1 高效脱砷剂 298
11.1.2 工艺流程 300
11.1.3 工艺参数 302
11.1.4 工艺效果 319
11.2 湿法处理砷碱渣制备胶体五氧化二锑技术 324
11.2.1 工艺流程 324
11.2.2 工艺参数 325
11.2.3 工艺效果 339
11.3 砷滤饼湿法浸出铜砷分离技术 339
11.3.1 工艺流程 339
11.3.2 工艺参数 340
11.3.3 工艺效果 343
11.4 黑铜泥酸性浸出铜砷分离技术 344
11.4.1 工艺流程 344
11.4.2 工艺参数 345
11.4.3 工艺效果 349
第四篇 有色冶金“三废”污染物治理新技术
第12章 重金属废水多基团配位深度处理与回用技术 355
12.1 重金属冶炼废水生物制剂深度处理与回用技术 355
12.1.1 工艺流程 355
12.1.2 工艺参数 356
12.1.3 处理效果 360
12.2 高汞废水生物制剂配位-水解深度处理技术 360
12.2.1 工艺流程 360
12.2.2 工艺参数 361
12.2.3 处理效果 363
12.3 重金属有机复杂废水生物制剂协同氧化深度处理技术 364
12.3.1 采选废水生物制剂多基团协同氧化处理技术 364
12.3.2 镍氨废水生物制剂-吹脱联合处理技术 371
12.3.3 硫化-三维电极联合处理Cu-EDTA废水 379
第13章 重金属废水新型吸附剂深度处理技术 384
13.1 金属氧化物材料新型吸附剂吸附-解吸技术 384
13.1.1 基于磁性铁吸附处理技术 384
13.1.2 基于氧化铝复合材料的吸附处理技术 395
13.2 聚芳香胺类新型吸附剂吸附-解吸技术 405
13.2.1 聚间苯二胺纳米材料合成及结构调控技术 405
13.2.2 基于聚间苯二胺复合材料吸附处理技术 416
13.3 生物质材料及重金属吸附-解吸技术 425
13.3.1 氯化钠改性麦糟吸附脱除重金属阳离子 425
13.3.2 酯化改性麦糟吸附脱除重金属阳离子 428
13.3.3 巯基化改性麦糟吸附脱除重金属阳离子 438
第14章 含砷固废固化/稳定化处理处置技术 445
14.1 机械活化铁粉稳定含砷废渣技术 445
14.1.1 工艺流程 445
14.1.2 工艺参数 446
14.1.3 处理效果 448
14.2 含砷固废熔融固化处理技术 449
14.2.1 工艺流程 449
14.2.2 工艺参数 449
14.2.3 工艺效果 463
14.3 含砷固废钙砷晶化稳定化技术 464
14.3.1 工艺流程 464
14.3.2 工艺参数 465
14.3.3 技术效果 469
第15章 低浓度二氧化硫烟气治理与单质硫回收技术 471
15.1 自氧化还原回收单质硫工艺 471
15.1.1 工艺流程 471
15.1.2 低浓度二氧化硫烟气吸收 471
15.1.3 吸收液自氧化还原回收单质硫技术 473
15.1.4 硫化钠再生工艺 475
15.2 低温液相催化歧化回收单质硫新工艺 476
15.2.1 工艺流程 476
15.2.2 低浓度二氧化硫碱液吸收 477
15.2.3 吸收富液催化歧化回收单质硫 479
15.2.4 微波加热结晶硫酸氢钠 484
第五篇 重金属废渣堆场土壤治理与修复新技术
第16章 铅锌冶炼废渣堆场土壤微生物淋洗修复技术 491
16.1 产酸微生物淋洗修复技术 491
16.1.1 产酸菌 491
16.1.2 产酸微生物淋洗修复工艺 493
16.1.3 修复效果 497
16.2 产表面活性剂微生物淋洗修复技术 500
16.2.1 产表面活性剂菌株 500
16.2.2 产表面活性剂微生物淋洗修复工艺 502
第17章 铅锌冶炼废渣堆场土壤重金属化学钝化修复技术 508
17.1 多羟基磷酸铁钝化剂 508
17.1.1 多羟基磷酸铁的物理特征 508
17.1.2 多羟基磷酸铁的结构与组成 509
17.2 铅镉污染土壤钝化修复工艺 511
17.2.1 修复工艺流程 511
17.2.2 修复工艺参数 512
17.2.3 最佳条件下铅镉钝化效果 515
17.2.4 修复土壤中铅镉稳定性 516
第18章 含砷废渣堆场土壤微生物氧化-羟基硫酸铁钝化修复技术 519
18.1 砷污染土壤微生物氧化修复技术 519
18.1.1 砷(Ⅲ)氧化菌 519
18.1.2 修复工艺参数 522
18.1.3 土壤砷(Ⅲ)的氧化修复效果 524
18.2 砷污染土壤羟基硫酸铁钝化修复技术 526
18.2.1 羟基硫酸铁的生物合成及表征 526
18.2.2 砷污染土壤钝化修复工艺条件 532
18.3 砷污染土壤微生物氧化-羟基硫酸铁钝化联合修复技术 535
18.3.1 联合修复工艺 535
18.3.2 修复效果 535
第六篇 有色冶金环境工程案例
第19章 现代有色冶金环境工程案例 543
19.1 重金属废水生物制剂法深度处理与回用工程 543
19.1.1 重金属废水生物制剂深度处理工程 543
19.1.2 含汞污酸废水生物制剂法处理工程 544
19.1.3 采选矿废水生物制剂多基团协同氧化处理工程 547
19.2 污酸气液强化梯级硫化处理与资源化工程 549
19.2.1 铅锌冶炼烟气洗涤污酸废水处理中试工程 549
19.2.2 铜冶炼烟气洗涤污酸废水处理中试工程 550
19.2.3 紫金铜业污酸废水气液高效硫化处理工程 552
19.3 有色冶金含砷固废治理与清洁利用工程 554
19.3.1 铅阳极泥清洁利用工程 554
19.3.2 含砷废渣稳定化工程 557
19.4 有色冶炼低浓度二氧化硫烟气治理与单质硫回收工程 558
19.5 有色冶炼重金属废渣硫化-浮选回收工程 559
19.6 铅锌冶炼废渣堆场土壤重金属化学钝化修复工程 563
参考文献 565
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