强化赤泥脱硫脱硝及铁铝回收基础研究

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SO2和NOx是工业烟气中排放的气体污染物,会引发酸雨、雾霾等环境问题,严重危害人类健康。臭氧氧化结合湿法同时脱硫脱硝技术能够实现SO2和NOx的协同去除,但NOx的高效吸收需要的臭氧量大,存在一定的成本问题。赤泥作为一种强碱性固废,有着很好的脱硫能力,但其脱硫后的资源化利用较为困难。本文针对臭氧氧化湿法脱硫脱硝中臭氧用量高的问题,提出了以碱性固废赤泥为吸收剂,在少量臭氧氧化作用下,使用添加剂强化NOx和SO2的方法,同时将脱硫脱硝后的赤泥进行铁、铝的浸出回收,实现赤泥的资源化利用。首先,将臭氧氧化工艺与赤泥相结合,并筛选了抗坏血酸钠(SA)作为赤泥添加剂,考察了赤泥浓度、添加剂浓度、SO2浓度、NOx浓度及O3/NO摩尔比对RM+SA复合浆液脱硫脱硝效率的影响。研究结果表明,SA浓度对复合浆液脱硝效率影响最大,在SA浓度为0.02 mol/L时,脱硫效率为98%,脱硝效率达到84%,与单独的赤泥吸收相比,脱硝效率提升了60%以上。其次,通过XRD、XRF、SEM、IC等表征方法分析了反应的前、中、后三个时期气-液-固三相的组分变化。分析结果发现,添加剂SA一方面可以抑制SO32-离子的氧化,促进SO32-与NO2反应生成SO42-和NO2-的吸收;另一方面,SA水溶液呈碱性,能够与酸性气体NO2发生氧化还原反应,促进NO2的吸收。在系统分析反应前后固相组分变化和液相离子浓度变化的基础上,结合SA的促进机理,提出了RM+SA的复合浆液同时去除SO2和NOx的反应机理。最后,本文对脱硫脱硝后的赤泥进行资源化利用研究,采用湿法浸出的方法,对赤泥中铁、铝进行回收。实验考察了硫酸添加量、反应温度、浸出时间和液固比对铁铝浸出率的影响。硫酸添加量对铁铝的浸出率影响最大,硫酸添加量从2 m L增加至8 m L,铁的浸出率从27.98%增加到了84.87%,铝的浸出率从75.66%增加到了92.85%。使用共沉淀法,将浸出的铁、铝分离,最终铁以氧化铁的形式回收,回收率可以达到73.26%,铝以Na Al O2溶液的形式存在,可以返回到氧化铝的生产工序再利用。
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