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第11章-金属化工艺

重金属治理-砷稳定化技术原理

砷稳定化技术原理 砷在土壤中的存在价态主要为As、As5+、As3+,砷酸盐常规以AsO43-、AsO33-和AsO2-三种形态存在。 使用铁盐对砷进行稳定化其原理包括氧化、絮凝沉淀和吸附三个过程。 1.氧化过程 Fe3+能够将环境中As3+氧化成As5+。 2Fe3++ As3+----2Fe2+ +As5+ As5+毒性远低于As3+毒性,通过氧化过程改变砷存在价态降低毒性;另外,该氧化过程有利于后续絮凝与沉淀过程。 2.絮凝与沉淀过程 可溶性AsO43-、AsO33-和AsO2-能够与Fe3+形成沉淀,降低其在环境中的移动性。 2 FeCl3+3Ca(OH)2→2Fe(OH)3↓+3CaCl2 AsO43-+Fe(OH)3<=>FeAsO4↓+3OH- AsO33-+Fe(OH)3<=>FeAsO3↓+3OH- AsO2-+ Fe(OH)3<=> Fe(AsO2)3↓+3OH-当pH>10H时,砷酸根、亚砷酸根与氢氧根置换,使一部分砷重新溶于水,故pH值控制在8-10。由于氢氧化铁吸附As5+的pH值范围要较As3+大得多,故在凝聚处理前,将亚砷酸盐氧化成砷酸盐,可以提高除砷的效果。 3.胶体吸附过程

借助加入的Fe3+及其氧化过程中产生的Fe2+,并用碱(一般是氢氧化钙)调PH至8-10。碱性环境中Fe3+、Fe2+水解形成氢氧化物胶体,这些氢氧化物胶体能把AsO43-、Ca(AsO2)2、Fe(AsO2)3及其它形态含砷化合物吸附在表面,在水中电解质的作用下,铁氢氧化物胶体相互碰撞凝聚,并将其表面吸附物(砷化物)包裹在凝聚体内,形成绒状凝胶下沉,达到除砷的目的。

重金属污染土壤稳定固化修复技术进展

应用生态学报2011年3月第22卷第3期 Chinese Journal of Applied Ecology,Mar.2011,22(3):816-824 重金属污染土壤稳定/固化修复技术研究进展* 郝汉舟1,2**陈同斌1靳孟贵3雷梅1刘成武2祖文普4黄莉敏2 (1中国科学院地理科学与资源研究所环境修复研究中心,北京100101;2咸宁学院资源与环境科学学院,湖北咸宁437100; 3中国地质大学(武汉)环境学院,武汉430074;4咸宁市环境保护研究所,湖北咸宁437100) 摘要修复重金属污染土壤一直是国际上的难点和热点研究课题.目前常用的污染场地修 复技术主要包括挖掘、稳定/固化(solidification/stabilization,S/S)、化学淋洗、气提、热处理、生 物修复等.本文在参考美国环境保护署(EPA)、英国环境署的S/S技术规范、国内外发明专利 基础上,对S/S的概念、国内外发展现状及今后的发展方向进行了系统论述.固定化技术通过 把污染物囊封入惰性基材中,或在污染物外面加上低渗透性的材料,来减少污染物暴露的淋 滤面积以达到限制污染物迁移的目的.稳定化技术是从改变污染物的有效性出发,将污染物 转化为不易溶解、迁移能力或毒性更小的形式.S/S技术包括:水泥固化、石灰火山灰固化、塑 性材料包容固化、玻璃化技术、药剂稳定化.在稳定化技术中,加入药剂的目的是改变土壤的 物理、化学性质,通过pH控制技术、氧化还原电势技术、沉淀技术、吸附技术、离子交换技术等 改变重金属在土壤中的存在状态,从而降低其生物有效性和迁移性.本文还论述了S/S修复 效果评价方法,并指出需加强S/S技术中的分子键合技术、土聚合物以及我国的S/S技术导 则制定等工作. 关键词土壤重金属污染固定化/稳定化 文章编号1001-9332(2011)03-0816-09中图分类号X53文献标识码A Recent advance in solidification/stabilization technology for the remediation of heavy metals- contaminated soil.HAO Han-zhou1,2,CHEN Tong-bin1,JIN Meng-gui3,LEI Mei1,LIU Cheng- wu2,ZU Wen-pu4,HUANG Li-min2(1Center of Environmental Remediation,Institute of Geograph- ic Sciences and Natural Resources Research,Chinese Academy of Sciences,Beijing100101,China; 2College of Resources and Environment,Xianning University,Xianning437100,Hubei,China; 3School of Environmental Studies,China University of Geosciences,Wuhan430074,China; 4Xianning Institute of Environmental Protection,Xianning437100,Hubei,China).-Chin.J.Appl. Ecol.,2011,22(3):816-824. Abstract:Remediation of heavy metals-contaminated soil is still a difficulty and a hotspot of inter- national research projects.At present,the technologies commonly adopted for the remediation of contaminated sites mainly include excavation,solidification/stabilization(S/S),soil washing,soil vapor extraction(SVE),thermal treatment,and bioremediation.Based on the S/S technical guide- lines of Unite State Environmental Protection Agency(EPA)and United Kingdom Environment Agency(EA)and the domestic and foreign patents,this paper introduced the concepts of S/S and its development status at home and abroad,and discussed its future development directions.Solidi- fication refers to a process that binds contaminated media with a reagent,changing the media’s physical properties via increasing its compressive strength,decreasing its permeability,and encap- sulating the contaminants to form a solid material.Stabilization refers to the process that involves a chemical reaction which reduces the leachability of a waste,chemically immobilizes the waste and reduces its solubility,making the waste become less harmful or less mobile.S/S technology in- cludes cement solidification,lime pozzolanic solidification,plastic materials stabilization,vitrifica- tion,and regent-based stabilization.Stabilization(or immobilization)treatment processes convert *国家自然科学基金项目(40772155)、中国科学院知识创新工程重大项目(kzcx1-yw-06-03)、湖北省自然科学基金项目(2009CDZ028)和湖北省教育厅科研项目(Q20102803)资助. **通讯作者.E-mail:haohz110@163.com 2010-08-17收稿,2010-12-14接受.

铸造工艺流程图

《铁-石墨自生金属型特种成型技术》的优越性 我公司重点项目为:《铁-石墨自生金属型特种成型技术》 我公司与上海交通大学材料系联合研发该项技术:《铁-石墨自生金属型特种成型技术》,技术水平处于国内领先地位,该技术及利用该技术生产的产品(FPM件主要用于汽车、机床、压缩机和液压件等)填补了省内空白。该技术是把铁碳合金在金属模中高速冷却,使得微观组织中的石墨形成致密的珊瑚状(具有分支的纤维),均匀分布在基体组织中。这种珊瑚状石墨由于是在合金液凝固过程中通过冷却速度的控制和加入微量元素而得到的,无须外加加入非金属强化材料(纤维或粒子),故被认为是自生复合材料。由于石墨本身具有优良的润滑性能,当该材料用于耐磨件时,一方面,石墨有润滑作用,另一方面,石墨剥落形成的显微凹坑可以在摩擦面上形成储油腔,使得在工件相互运动时可在配合面形成一层均匀的油膜,对材料起到保护作用.因此,铁-石墨自生复合材料作为高强度耐磨材料,具有广泛的用途。 表8 典型金属型铸铁化学成分、组织与性能

注:1.表中化学成分含量百分数皆指质量分数。 2.净化球墨铸铁铁液,控制Ti、Pb、S、Mn、Cu等元素对金属型球铁质量也十分重要。 ①Mg:高冷却速度(铜)型薄壁件低硫铁液加Mg0.01%即可使石墨完全球化。过高残Mg是造成多种金属型球墨铸铁件废、次品的主因。 ②P:增加流动性,又可防热裂,有的加到3.6%[53]。还加Sb0.02%~0.04%53]。磷加于炉料中的效果比加于铁液中明显。 ③Ti对灰铸铁可增加铁液过冷度,促进生成D型石墨。低CE作用明显。为保护机加工刀具Ti<0.075%。 该技术的主要优越性及先进性体现为:环境与资源是当今世界的两个重大课题。如何保护环境、节约资源是目前各国铸造工作者迫切追求的目标。为了实现这一目标,人们提出了绿色集约化铸造(绿色材料环境材料)的概念。所谓绿色集约化铸造是指铸造整个生产过程中应满足对环境无害、合理使用和节约自然资源、依靠科学技术得到最大的产出和效益等几个要求。所谓绿色材料是指资源和能源消耗小、对生态环境影响小、再生循环利用率高或可降解使用的具有优异实用性能的新型材料。按照这些要求,如前所述“铁-石墨自生金属型特种成型技术”代表了这一趋势。它除了在材料微观组织结构的优点,还摈弃了铁合金铸造中采用的砂型铸造的污染严重,劳动强度大等落后的生产方法。该技术生产的铸铁可保证致密无气孔、缩孔、缩松,工艺出品率高;铸铁尺寸精度高,表面光洁,加工量少且易加工(退火后);结晶细,性

微生物处理重金属污染

微生物处理重金属污染 摘要:重金属污染的修复是目前研究的热点之一,其中生物治理技术尤其得到了广泛关注。利用菌类微生物的表面结构特性及其生化代谢作用,通过生物化学法、生物絮凝法等将重金属元素分离或降低其毒性,可达到治理污染的目的。基因工程技术在这一领域的应用,加强了菌类和微藻的吸附、代谢、絮凝功能,提高了重金属污染的处理能力。固定化技术的应用提高了治理重金属污染的效率及稳定性,有力地推动了重金属微生物治理技术的发展。文章综述了近年来国内外在利用微生物及植物技术治理重金属污染方面的研究进展,并对其发展方向进行了展望。 关键词:重金属;微生物;研究现状;应用前景 Review on Microbiological for Heavy Metal Pollution LI Dong-xiao Abstract:Development in the treatment of heavy metal pollution at home and abroad by means of microbiological techniques were summarized,and present studies and application prospects of Biological chemical method,Biological flocculation method. the application of gene engineering technique and immobilized microorganism technique to heavy metal pollution treatment were introduced. The prospects of development of treatment technology for heavy metal pollution were also discussed. Key words:heavy metal pollution;microorganism;status; review 1.前言 由于工业的发展,重金属的使用越来越广泛,伴随而来的重金属污染问题也日趋严重。特别是重金属废水,因其中的铅、铬、镉等可通过食物链最终在生物体内累积,破坏正常的生理代谢活动甚至产生“三致”(致癌、致畸、致突变)作用,而成为一种对生态环境危害极大的工业废水。因此,寻找一种能有效地治理重金属废水污染的技术已显得紧迫而重要。 治理重金属的传统方法有:中和沉淀法、化学沉淀法、氧化还原法、气浮法、电解法、蒸发和凝固法、离子交换法、吸附法、溶剂萃取法、液膜法、反渗透和电渗析法等。它们各有优点,但又不同程度地存在着投资大、能耗高、操作困难、易产生二次污染等不足,特别是在处理低含量重金属污染时,其操作费用和原材料成本相对过高[1]。利用微生物体系制备的生物吸附剂处理和回收重金属,是目前实践证明最有发展前途的一种新方法。它与传统的处理方法相比,具有以下优点[2]: (1)在低浓度下,金属可以被选择性地去除; (2)节能,处理效率高; (3)操作时的pH值和温度条件范围宽; (4)易于分离回收重金属; (5)吸附剂易再生利用; (6)对钙、镁离子吸附量少;(7)投资小,运行费用低,无二次污染。 2. 重金属污染的微生物处理方法

固化、稳定化在重金属污染场地修复中的应用

固化,稳定化技术在重金属场地污染修复中 的模拟应用 1.技术概述 固化、稳定化急速是指将有害废物固定或密封在惰性固体基质中,以降低污染物流动性的一种处理方法。其中,固化是将废物中的有害成分用惰性材料加以束缚的过程,而稳定化使将废物的有害成分进行化学改性或将其导入某种稳定的晶格结构中的过程,即固化通过采用具有高度结构完整性的整块固体将污染物密封起来以降低其物理有效性,而稳定化则降低了污染物的化学有效性[1]。 代表性固化药剂包括水泥、粉煤灰、石灰、沥青等。以水泥固化为例,其固化机理为: (1)利用水化作用形成的具有高比表面积的C-S-H凝胶吸附污染物; (2)将污染物包裹于水化产物晶格当中; (3)使污染土壤形成结构致密、孔隙率少的固化体,降低污染物迁移;(4)水化产物具有较高pH值,可以有效降低酸沉降对固化体的破坏。 代表性的稳定化药剂包括:Daramend-M、EnviroBlend、EHCM(地下水)、磷酸盐、硫化物药剂等。其稳定化主要机理为: (1)通过氧化还原反应改变污染物形态,降低其毒性,如采用零价铁、 亚硫酸钠、硫化亚铁等还原剂将Cr(VI)还原为Cr(III),或 (2)通过离子交换反应使污染物形成沉淀,降低迁移性,如使用磷酸盐、硫化物药剂处理铅污染土壤。 2.技术应用 2.1工艺流程

图1 施工组织设计图 2.2 主要设备 通过土壤混合装置,对要修复的土壤进行混合。如下图: 图 2 土壤混合装置3.工程模拟 3.1模拟工程概况 规划用地类型:居住用地 占地面积:840亩

主营业务:自行设计、制造、安装的全循环尿素生产样板厂;生产多孔粒状硝酸铵;总氨年生产能力可达到24万吨。 污染物:砷 场地分布平面图如下(图3): 图3 场地分布平面图 将场地分为A-G7个区间,如下表: 区域编号区域围污染程度 A 西北角煤场中度污染区 B 北部煤场中度污染区 重度污染区 C 净化车间、水煤气储罐、前段 压缩工序 D 水处理系统重度污染区 E 造气车间中度污染区 生活污染区 F 汽油库、机加工、变电站、金 属库、油漆库 G 其它区域轻度污染区 3.2 对场地进行调查以及评价 对场地进行初步调查,调查点分布如下(图4):

固化、稳定化在重金属污染场地修复中的应用

固化、稳定化在重金属污染场地修复中的应用

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固化,稳定化技术在重金属场地污染修复中 的模拟应用 1.技术概述 固化、稳定化急速是指将有害废物固定或密封在惰性固体基质中,以降低污染物流动性的一种处理方法。其中,固化是将废物中的有害成分用惰性材料加以束缚的过程,而稳定化使将废物的有害成分进行化学改性或将其导入某种稳 定的晶格结构中的过程,即固化通过采用具有高度结构完整性的整块固体将污 染物密封起来以降低其物理有效性,而稳定化则降低了污染物的化学有效性[1]。 代表性固化药剂包括水泥、粉煤灰、石灰、沥青等。以水泥固化为例,其固化机理为: (1)利用水化作用形成的具有高比表面积的C-S-H凝胶吸附污染物; (2)将污染物包裹于水化产物晶格当中; (3)使污染土壤形成结构致密、孔隙率少的固化体,降低污染物迁移;(4)水化产物具有较高pH值,可以有效降低酸沉降对固化体的破坏。 代表性的稳定化药剂包括:Daramend-M、EnviroBlend、EHCM(地下水)、磷酸盐、硫化物药剂等。其稳定化主要机理为: (1)通过氧化还原反应改变污染物形态,降低其毒性,如采用零价铁、 亚硫酸钠、硫化亚铁等还原剂将Cr(VI)还原为Cr(III),或 (2)通过离子交换反应使污染物形成沉淀,降低迁移性,如使用磷酸盐、硫化物药剂处理铅污染土壤。 2.技术应用 2.1工艺流程

图1 施工组织设计图 2.2 主要设备 通过土壤混合装置,对要修复的土壤进行混合。如下图: 图2土壤混合装置3.工程模拟 3.1模拟工程概况 规划用地类型:居住用地 占地面积:840亩

重金属污染土壤异位稳定化、固化工程设计

重金属污染土壤异位稳定化、固化工程设计浅析摘要:重金属污染土壤修复是近来我国环境研究和治理的热点,本文在分析重金属污染场地形成原因及简要介绍土壤修复技术的基础上,着重对利用挖掘及稳定化/固化技术进行土壤异位修复的工作流程及注意事项进行了探讨。 2005年4月至2013年12月,我国针对除港澳台外的陆地国土进行了首次全国土壤污染状况调查,根据环保部、国土部2014年4月17日发布的《全国土壤污染状况调查公报》,“全国土壤污染超标率达16.1%”,土壤污染状况十分严重。近年来,由于重金属污染场地直接或间接导致的中毒事件屡见不鲜,严重影响了居民的身心健康及社会的平稳发展。我国首个“十二五”国家规划《重金属污染综合防治“十二五”规划》在浓度控制的基础上首提总量控制目标,要求“重点区域重点重金属污染物排放量比2007年减少15%,非重点区域重点重金属污染物排放量不超过2007年水平”。此外,《土壤污染防治行动计划》(“土壤十条”)及《土壤环境质量标准》等一系列政策、标准的制订使得重金属污染土壤的治理形势更加严峻。 1 前言 重金属污染场地是指对潜在污染场地进行调查和风险评估后,确认污染危害超过人体健康或生态环境可接受风险水平的场地。判定土壤污染程度的主要依据是《场地环境调查技术导则》(HJ 25.1-2014)及《污染场地风险评估技术导则》(HJ 25.3-2014)。 重金属污染场地形成的原因有许多,最常见的是以下三种:①由

于管理不当及生产工艺的落后,工矿企业向大气中排放了大量吸附着不同种类重金属的工业粉尘,粉尘因重力尘降或是在雨雪霜雾等的作用下降到地面,造成土壤污染;②含重金属工业废渣的堆积。由于历史原因,早期的废渣堆场大都选址于低洼的坑塘,未采取任何防雨、防渗、防尘等污染控制措施,废渣中所含的Pb、Cd、As、Hg等重金属污染物在雨水的浸淋作用下逐渐溶出并随地表径流逐渐扩散,对周边的土壤造成污染;③含重金属工业废水的排放。废水流经陆地或水域时,造成土壤或河流湖泊底泥的重金属污染。 2 土壤修复技术 重金属污染是一个从“污染源→暴露途径→受体”的过程,土壤修复技术包括对污染源进行处理的修复技术和对暴露途径进行阻断的工程技术方法。修复技术按处置地点的不同可分为原位修复技术和异位修复技术。原位修复技术又可分为原位处理技术和原位控制技术,异位修复技术可分为挖掘和异位处理处置技术。 稳定化/固化技术作为异位处理处置技术的一种,具有治理时间短,适用范围广的优势,该方法被美国EPA称为处理有害有毒废物的最佳方法[1]。一般而言,当污染场地需要再利用,治理时间紧迫,土壤污染严重时,常采用挖掘与稳定化/固化的组合异位修复方法。 3 土壤挖掘及稳定化/固化 3.1 准备工作 在对重金属污染场地进行挖掘前,需先进行以下准备工作: (1)场地清表。为便于施工机械进场,需对严重影响工程实施

铸造工艺流程介绍

铸造生产的工艺流程 铸造生产是一个复杂的多工序组合的工艺过程,它包括以下主要工序: 1)生产工艺准备,根据要生产的零件图、生产批量和交货期限,制定生产工艺方案和工艺文件,绘制铸造工艺图; 2)生产准备,包括准备熔化用材料、造型制芯用材料和模样、芯盒、砂箱等工艺装备; 3)造型与制芯; 4)熔化与浇注; 5)落砂清理与铸件检验等主要工序。 成形原理 铸造生产是将金属加热熔化,使其具有流动性,然后浇入到具有一定形状的铸型型腔中,在重力或外力(压力、离心力、电磁力等)的作用下充满型腔,冷却并凝固成铸件(或零件)的一种金属成形方法。 图1 铸造成形过程

铸件一般作为毛坯经切削加工成为零件。但也有许多铸件无需切削加工就能满足零件的设计精度和表面粗糙度要求,直接作为零件使用。 型砂的性能及组成 1、型砂的性能 型砂(含芯砂)的主要性能要求有强度、透气性、耐火度、退让性、流动性、紧实率和溃散性等。2、型砂的组成 型砂由原砂、粘接剂和附加物组成。铸造用原砂要求含泥量少、颗粒均匀、形状为圆形和多角形的海砂、河砂或山砂等。铸造用粘接剂有粘土(普通粘土和膨润土)、水玻璃砂、树脂、合脂油和植物油等,分别称为粘土砂,水玻璃砂、树脂砂、合脂油砂和植物油砂等。为了进一步提高型(芯)砂的某些性能,往往要在型(芯)砂中加入一些附加物,如煤份、锯末、纸浆等。型砂结构,如图2所示。 图2 型砂结构示意图 工艺特点 铸造是生产零件毛坯的主要方法之一,尤其对于有些脆性金属或合金材料(如各种铸铁件、有色合金铸件等)的零件毛坯,铸造几乎是唯一的加工方法。与其它加工方法相比,铸造工艺具有以下特点:1)铸件可以不受金属材料、尺寸大小和重量的限制。铸件材料可以是各种铸铁、铸钢、铝合金、铜合金、镁合金、钛合金、锌合金和各种特殊合金材料;铸件可以小至几克,大到数百吨;铸件壁厚可以从0.5毫米到1米左右;铸件长度可以从几毫米到十几米。 2)铸造可以生产各种形状复杂的毛坯,特别适用于生产具有复杂内腔的零件毛坯,如各种箱体、缸体、叶片、叶轮等。 3)铸件的形状和大小可以与零件很接近,既节约金属材料,又省切削加工工时。 4)铸件一般使用的原材料来源广、铸件成本低。 5)铸造工艺灵活,生产率高,既可以手工生产,也可以机械化生产。 铸件的手工造型 手工造型的主要方法 砂型铸造分为手工造型(制芯)和机器造型(制芯)。手工造型是指造型和制芯的主要工作均由手工完成;机器造型是指主要的造型工作,包括填砂、紧实、起模、合箱等由造型机完成。泊头铸造工量具友介绍手工造型的主要方法: 手工造型因其操作灵活、适应性强,工艺装备简单,无需造型设备等特点,被广泛应用于单件小批量生产。但手工造型生产率低,劳动强度较大。手工造型的方法很多,常用的有以下几种: 1.整模造型 对于形状简单,端部为平面且又是最大截面的铸件应采用整模造型。整模造型操作简便,造型时整个模样全部置于一个砂箱内,不会出现错箱缺陷。整模造型适用于形状简单、最大截面在端部的铸件,如齿轮坯、轴承座、罩、壳等(图2)。

第九章金属化作业

第九章金属化作业 2、哪种金属已经成为传统的互连金属线?什么是它的取代物?《半导体制造技术》p278第二段 3、铝互连复合金属膜的组成 铝互连复合金属膜的组成:Ti/TiN;Al/AlCu;TiN。 Ti/TiN:接触层金属和阻挡层金属。 Al/AlCu:导电层; TiN:阻挡层金属和抗反射涂层。 4、什么是欧姆接触?它的优点是什么?《半导体制造技术》p281第四段 优点是接触电阻小。 5、为什么选择铝作为芯片的互连金属?《半导体制造技术》p281第二段 6、讨论电迁徙是怎样影响稳定性的。《半导体制造技术》p282第三段 8、用铜作为半导体金属所面临的三大主要挑战是什么?《半导体制

造技术》p284 11、什么是电迁徙?如何防止Al电迁徙产生? 在较高的电流密度作用下,互连引线中的金属原子将会沿着电子运动方向进行迁移,这种现象就是电迁徙。本质是导体原子与通过该导体的电流相互作用,对于铝就是铝原子沿着晶粒间界的扩散。 改进电迁徙的方法一:采用梳状电极,组成多晶硅的晶粒从下而上贯穿引线截面,晶粒间界垂直电流方向,所以晶粒间界的扩散不起作用,铝原子在铝薄膜中的扩散系数和单晶体相似,从而可使抗电迁徙能力提高二个数量级。 改进电迁徙的方法二:采用铝-铜合金和铝-硅-铜合金,Al-Si(1%~2%)-Cu(4%),杂质在铝晶粒晶界分凝,可以降低铝原子在铝晶界的扩散系数,从而可使抗电迁徙能力提高一个数量级。 改进电迁徙的方法三:采用三层夹心结构,可以在两次铝之间增加大约50nm厚的过度金属层。这三层金属通过400度退火1小时后,在两层铝之间形成金属化合物,可以防止空洞穿越整个金属引线,也可以降低铝在晶粒间界的扩散系数,从而可使抗电迁徙能力提高二到三个数量级。 12、什么叫做polycide和Salicide结构及工艺?他们的优点是什么?如何实现? 答:Polycide一般是由silicide和polysi组成的多晶硅化物。

陶瓷金属化技术

陶瓷金属化技术-钼锰法 新型陶瓷常用的钼锰法工艺流程与被银法基本相似。其金属化烧结多在立式或卧式氢气炉中进行。采用还原气氛,但需要含微量的氧化气体,如空气和水汽等,也可采用H2、N2及H2O三元气体。金属烧结的温度,一般比瓷件的烧成温度低30~100℃。[钼锰法也是烧结金属粉末法最重要的一种。] 金属件的膨胀系数与陶瓷的膨胀系数尽可能接近,互相匹配,封包陶瓷的金属应有较高的温度系数,封接与陶瓷内的金属应有较低的温度系数。这样,陶瓷保持受压状态。 钼锰法的工艺流程图: 1、金属化用的原料的处理与配制 (1)钼粉:使用前先在纯,干的H2气氛中1100 ℃处理,并将处理过的钼粉100g加入500ml

无水乙醇中摇动一分钟,然后静置三分钟,倾出上层的悬浮液,在静止数小时使澄清,最后取出沉淀在40 ℃下烘干。 (2)锰粉:电解锰片在钢球磨中磨48小时,以磁铁吸去铁屑,在用酒精漂选出细颗粒。(3)金属化涂浆的配制与涂制:取100g钼锰金属的混合粉末(钼:锰=4:1),在其中加入2.5g硝棉溶液及适量的草酸二乙酯,搅拌均匀,至浆能沿玻璃棒成线状流下为准。每次使用前如稠度不合适,可再加入少量硝棉溶液或者草酸二乙酯进行调节。涂层厚度为50um。 金属化的机理:锰被水气中的氧气在800℃下氧化,高温下,熔入玻璃相中,减低其黏度。玻璃相渗入钼层空隙,并向陶瓷坯体中渗透。由于Al2O3在玻璃相中溶解-重结晶过程,因此在界面上往往存在大颗粒的刚玉晶体。氧化锰还能与Al2O3生成锰铝尖晶石,或与SiO2生成蔷薇辉石。 钼在高温下烧结成多孔体,同时钼的表面被氧化,并渗入到金属化层空隙的玻璃相中,被润湿和包裹,这样容易烧结,并向瓷体移动。 冷却后,经书相层就通过过渡区而与瓷坯紧密的结合。由于以上的高温反应在氧化铝瓷和钼锰金属化层之间形成有一厚度的中间层。金属化层厚度约为50um时,中间层约为30um,金属化层厚度增加,中间层厚度也增加。 2、上镍 在金属化烧成以后,为改善焊接时金属化层与焊料的润湿性能,许在上面上一层镍,可用涂镍再烧,也可用电镀的方法。 1,烧镍:将镍粉用上述钼粉漂选方法获得细颗粒,并采用和制金属化钼锰浆一样的方法制成镍浆,涂在烧好的金属化层上,厚度为40um,在980℃干H2气氛中烧结15分钟。 2,镀镍:在金属化层上电镀镍,周期短,电极上采用的镍板纯度为99.52%。 3、焊接 经金属化并上有镍的陶瓷,与金属焊接在一起,是在干燥H2保护下的立式钼丝炉中进香。与可伐合金焊接时焊料用纯银,与无氧铜焊接时,只能用银铜低共熔合金。 纯银焊料:一般采用0.3mm厚的薄片,或直径0.1mm的银丝,纯度为99.7%,焊接温度为030-1050℃ 银铜焊料:也可采用0.3mm厚的薄片,或直径0.1mm的银丝,成分为72.98%银,27.02%铜焊接温度为030-1050 ℃

土壤重金属固定与稳定化

土壤重金属固定与稳定化 土壤是独立的、复杂的、能生长植物的疏松地球表层,是连接各环境要素的基本枢纽,也是结合无机界和生物界的中心环节。土壤可以看成一个独立的历史自然体,有着自己的生成发展过程,能在物质和能量的导入和输出过程中体现一个有机体的功能。土壤是一个复杂的系统,其物质组成和结构的复杂性,使得土壤有机体中的物质和能量迁移转化过程富有物理、物理化学和生物学等方面的复杂反应。土壤因为能生长植物和提供建筑设施的基本平台使它成为了人类赖以生存的物质基础,因此,“土壤是世代相传的,人类所不能出让的生存条件和再生产条件”一一马克思《资本论》,第三卷,1061页(严健汉,詹重慈,1985)[1]。土壤在承载着人类社会进步的同时也在承载着人类生存活动中带来的巨大扰动。在扰动过程中,一些改变或破坏土壤机体功能的物质进入土壤,当超过一定容量时,则形成土壤污染。随着工农业的迅速发展,各种外源污染物通过不同途径逐渐进入土壤,使土壤最终成为大量污染物的“汇”,土壤中污染物来源广泛,主要类型包括有机污染物和无机污染物两类。有机污染物主要指石油烃污染物、有机农药和一些持久性有机污染物等;而无机类污染物主要以重金属污染物为主,同时,一些富营养废弃物、放射性核素和致病生物等也能造成土壤污染。近年来,受污染土壤面积增加的趋势日益明显,据粗略统计,在过去的五十年里,排放到全球环境中的福达2.2万吨,铜93.9万吨,铅78.3万吨,锌135万吨,其中有相当部分进入土壤,致使世界各国土壤受到不同程度的重金属污染(王新,周启星2004)[2]。目前,中国受有机污染物(农药、石油烃和PAHs)污染农田达3600万公顷,其中受农药污染的面积约1300-1600万公顷;受重金属污染的耕地多达2000万公顷,每年重金属污染的粮食多达1000万吨,江西某县多达44%的耕地受到污染,形成670公顷的“镉米”区(周启星,宋玉芳,2004)[3]。1977年美国调查了50个废物堆放场,其中43个堆放场重金属污染了附近的土壤和地下水(Rod,1995; Thoraton, 1996)[4]。另外,污水灌溉和污泥土地施用等农作实践也农田造成了大面积的污染,如沈阳张士灌区用污水灌溉20多年后,污染耕地2500多hm2,稻田含镉5-7 mg}kg 1,造成了严重的镉污染;天津近郊因污水灌溉导致2.3万hm2农田受到污染;广州近郊因为污水灌溉而污染农田2700 hm2,因施用含污染物的底泥造成1333 hm2的土壤被污染,污染面积占郊区耕地面积的46%;90年代中期对北京某污灌区进行的抽样调查表明,大约60%的土壤和36%的糙米存在重金属污染问题(仲维科等,2001)[5]。 重金属污染作为土壤污染的重要类型之一,己逐渐成为普遍现象。由于土壤重金属污染具有长期性、隐蔽性和不可逆性等特点,进入土壤中的重金属能进入食物链并在生物体内累积放大,使其对人类和其它生物产生极大的危害,也使土壤重金属污染逐渐成为人们关注的热点。 1、土壤健康及其动力学 近年来日益重视的土壤环境安全研究,暗示了土壤在发挥其生产力本质的同时,也在承受着功能上被破坏的风险。与此同时,人们对农业的理解己经发生了变化,作为农业活动的主要载体,土壤不仅仅是一个单独的操作系统,它是复杂生态系统的重要组成部分。对土壤的研究也己不能停留在一个简单意义上的承载和生产了,把土壤看作一个有机的生命体,从健康学的角度进行研究显得尤为重要。 2.1土壤健康的概念

污泥重金属处置方案-干化固化稳定

污泥固化施工方案 1.1 固化目标 根据《城镇污水处理厂污泥处置混合填埋泥质》(GB/T 23485-2009)规定的污泥填埋基本指标及《生活垃圾填埋污染控制标准》(GB16889-2008)相关规定,同时考虑到施工期间需要承受原位固化搅拌器等大型设备,污泥在经过28 d 固化龄期后需达到的指标如下表所示: 1.2 污泥固化施工总体方案 根据招标文件,污泥固化施工内容主要包括: (1)表层渗沥液导排; (2)原位固化污泥。 根据勘测资料,1#污泥坑和2#污泥坑均有不同深度的渗沥液,3#污泥坑基本无渗沥液,因此拟将渗沥液运至西坑尾垃圾填埋场的渗沥液处理站进行处理后,再进行原位固化施工。

在充分考虑并对比了目前国内外常用的几种污泥固化封场施工方案的固化效果、经济可行性、技术可行性、公众接受程度等因素的基础上,决定采用原位污泥固化技术对填埋区内的污泥进行固化处理。 原位固化技术对污泥坑的扰动少、二次污染小;处理工艺简单、工程便于实施;固化污泥过程中不产生渗沥液;施工工期较短,在市政污泥处理应用方面已有工程实例。 综合考虑填埋场三个污泥坑的实际情况以及项目进展情况,沥溪填埋场污泥坑污泥固化工艺路线如下图所示: 图1.1 污泥原位固化工艺流程图 1.2.1 表层渗滤液排导 (1)表层渗沥液水量 污泥坑总面积为17502 m2,垃圾堆体面积19498 m2,根据勘测资料,三个污泥坑表层渗沥液的平均深度为:1#污泥坑渗沥液平均水深为1.5m,水面面积为5869 m2;2#污泥坑渗沥液平均水深为0.5m,水面面积为7905 m2;3#污泥坑基

本无渗沥液。总的渗沥液量为12756 m3,此量随着季节是变化的,本次计算量为四月份实测数据,属珠海当地梅雨季节,旱季时该量会有所减少。 (2)表层渗沥液转运 ①施工前表层渗滤液转运 根据现场勘查,目前场区内的渗沥液一部分通过一根D400的输送管排至一期的调节池,另外一部分通过一根D100的排水管道直接排至下游的市政污水管网。 为保证原位固化方案的有效实施,固化前,需先及时将三个污泥坑内的表层渗沥液排除,经与垃圾场管理人员沟通,拟将渗沥液利用槽罐车优先转运至西坑尾垃圾填埋场的渗沥液处理站进行处理。 ②转运车辆 西坑尾垃圾填埋场的渗滤液处理能力为1000吨/天,垃圾场旱季的渗滤液量约450吨/天,目前尚有余力处理本工程垃圾场的渗滤液,污水导排时间安排41天,每天倒运至西坑尾的污水量为319m3,污泥区修建沙袋集水井,集水井底部设置排水泵,把污水抽到吸污车中,倒运至西坑尾垃圾场渗沥液处理站处理,运距5km左右。 1.2.2 原位固化方案施工设计 (1)污泥固化设备

重金属稳定化

目前常用的污染场地修复技术主要包括挖掘、稳定/固化、化学淋洗、气提、热处理、生物修复等。 固化技术通过把污染物囊封入惰性基材中,或在污染物外面加上低渗透性材料,来减少污染物暴露的淋滤面积以达到限制污染物迁移的目的。 稳定化技术是从改变污染物的有效性出发,将污染物转化为不易溶解、迁移能力或毒性更小的形式。 稳定/固定化技术包括:水泥固化、石灰火山灰固化、塑性材料包容固化、玻璃化技术、药剂稳定化。 药剂稳定化技术(化学钝化修复) 基于以降低风险为目的,通过向土壤中加入稳定化剂,以调节和改变重金属在土壤中的物理化学性质,使其产生吸附、络合、沉淀、离子交换和氧化还原等一系列反应,降低其在土壤环境中的生物有效性和可迁移性,从而减少重金属元素对动植物的毒性。优点:投入低、修复快速、操作简单等特点,对大面积中低度土壤污染的修复具有较好的优越性,能更好地满足当前我国治理土壤中重金属污染以保障农产品安全生产的迫切需求。 化学药剂可分为无机药剂和有机药剂。根据废物中所含的重金属种类,可以采用的稳定化药剂有石膏、氢氧化钠、硫酸亚铁、硫化钠、氯化铁和高分子有机稳定剂等。 用于修复重金属污染土壤的磷稳定剂较多,既有水溶性的磷酸二氢钾、磷酸二氢钙及三元过磷酸钙、磷酸氢二铵、磷酸氢二钠、磷酸等,也有难溶于水的羟基磷灰石、磷矿石等。磷酸盐能极大地降低有效态Pb浓度,使其残渣态增加11%~55%。目前,含磷物质修复重金属污染土壤主要集中在Pb的钝化上,经磷酸盐诱导后,土壤中各种形态的铅将转化为更加稳定的磷酸铅,从而减少了土壤中的铅向植物地上部分转运,降低铅的生物可利用性。含磷物质不仅对铅有很好的修复固定效果,对与之共存的其他金属如镉、铜和锌等也有一定的稳定化效果。 重金属的生物可利用性与其化学形态、颗粒大小、微区环境等密切相关。土壤中重金属不同形态的生物可利用性大小为:水溶态>可交换态>碳酸盐结合态>铁锰氧化物结合态>有机物及硫化物结合态>残渣态。通过稳定剂调剂重金属从生物可利用性较大的形态向生物可利用性较小的形态转化,以降低重金属对植物

含重金属污泥固化稳定化技术

含重金属污泥固化稳定化技术 1 电镀污泥的特点及其危害性 多数的电镀废水处理方法都要产生污泥,而化学沉淀法是产生污泥的主要来源。有些方法,如离子交换法和活性炭法虽不直接产生污泥,但在方法的某些辅助环节,如再生液的处理也要产生污泥 。由于化学法在国内外都被作为一种主要的处理方法,所以电镀污泥的形势是很严峻的。按照对电镀废水处理方式的不同,可将电镀污泥分为混合污泥和单质污泥两大类。前者是将不同种类的电镀废水混合在一起进行处理而形成的污泥;后者是将不同种类的电镀废水分别处理而形成的污泥,如含铬污泥、含铜污泥、含镍污泥、含锌污泥等。 电镀废水处理过程中产生的污泥含有有害重金属,它具有易积累、不稳定、易流失等特点,如不加以妥善处理,任意堆放,其直接后果是污泥中的cu、Ni、zn、cr等这些重金属在雨水淋溶作用下.将沿着污泥一土壤一农作物一人体的路径迁移,并可能引起地表水、土壤、地下水的次生污染,甚至危及生物链,造成严重的环境破坏 。 2 制革污泥的特点及其危害性 制革污泥由于产生量大,其处理成本已占到末端处理成本的一半甚至更高。目前大陆地区制革工业每年约产生250万吨的固体废弃物,其中无铬皮革副产物约为80多万吨,含铬副产物70多万吨,制革污泥100万吨,含铬污泥7.5万吨。

若以一吨牛皮为例,其中无铬副产物主要产生于去肉、修边、毛渣、二层片皮工序,共计597kg。含铬副产物主要产生于削匀铬屑、蓝皮修边、磨革、胚革修边、产品修边,共计130kg。 制革污泥主要来源于一级处理形成的污泥,大约占总污泥量的85%以上,以及二级处理产生的剩余污泥,占总污泥量的15%。以一吨牛皮为例,耗水约50吨,其SS浓度为2500-3500mg/L,干污泥量为125-175kg,含水率75%的污泥量为500-600kg,由此可得,每张皮产生15kg含水污泥,每吨水产生约10kg含水污泥。 含铬污泥分别来自主鞣铬水(2000mg/L)产生的高铬污泥,以及鞣后废水(50-200mg/L)产生的低铬污泥。 含铬污泥若作为危险交由有资质单位处置,费用较高,含铬污泥必须作为危险固弃物进行无害化处理,或运至专门的铬回收工厂回收利用;综合废水处理中产生的污泥是有机污泥,目前国内大多数企业都采用脱水后卫生填埋进行处置,但由于制革废水产生的污泥量大,长远考虑必须寻找资源化途径,如制砖。因此可以考虑用含铬污泥固化稳定化处理技术,既降低处理成本,又可实现资源化利用。 3 重金属污泥的无害化处置 污泥处理与处置的无害化技术是实现污泥资源化利用的前提条件。中国在2001年12月17日发布的《危险废物污染防治技术政策》(环发[2001]199号)中,要求到2015年,所有城市的危险废物基本实现环境无害化处理处置。

高分子材料金属化

随着高分子材料技术的发展,塑料代替金属在很多领域的应用,不能替代的是金属让人喜爱的质感。如何让塑料拥有金属材料的外观,替代金属材料,将两者优点结合起来,这一直是高分子研究的课题。到目前为止,研究人员已经能够设法在塑料的表面镀敷一层金属来改善塑料的性能,产生了一些展现金属质感外观的塑料制品,这都归功于塑料表面金属化工艺。 什么是高分子材料金属化? 高分子材料金属化是利用物理或化学手段在高分子材料表面镀上一层金属,使其表面呈现出金属的某些性质,如导电性、磁性、导热性等。金属化后的高分子材料具有金属外观,镀层硬度高,便于焊接,可以代替金属制品,降低成本;同时由于高分子材料一般具有高韧性,耐热性,耐蚀性等,使得金属化的高分子材料比普通金属材料性能更好。随着技术的发展,现在在塑料树脂中添加金属粉等,同样能够制备出金属化材料。 塑料金属化工艺有哪些? 塑料金属化基本分为两大类,一是塑料表面金属化,另一个是塑料整体金属化。前者又分为干法和湿法等。干法主要包括物理气相沉积和化学气相沉积等;湿法主要包括化学镀、电镀以及化学还原等。 一、干法镀膜 1、真空蒸发法 是指在真空环境下加热镀膜材料,使其在极短时间内蒸发,沉积在塑料表面上形成镀层。 优点:此法成膜速率快、效率高,但薄膜与基体结合较差。为此,人们将等离子刻蚀和真空蒸发法结合起来以提高结合力(离子镀)。 缺点:只能蒸发像铝这种低熔点的金属。 应用:镀铝膜,复合材料包装制品 2、磁控溅射法 是用高能离子轰击靶材,使靶材表面原子获得足够能量脱离母材,并按相应的溅射方向飞跃出来,沉积在塑料表面的方法。 优点:与真空蒸发法相比,磁控溅射法不需要预处理,结合力较强,且能沉积多种金属。 应用:汽车隔热防爆膜,其中金属隔热层由在PET膜上通过真空蒸镀或真空磁控溅射金属铝、银、镍等而成。 3、化学气相沉积(CVD)

消失模铸造工艺流程介绍

消失模铸造工艺流程及车间环境状况分析消失模铸造简称EPC,又称气化模铸造或实型铸造。它是采用泡沫塑料模样代替普通模样紧实造型,造好铸型后不取出模样、直接浇入金属液,在高温金属液的作用下,泡沫塑料模样受热气化、燃烧而消失,金属液取代原来泡沫塑料模样占据的空间位置,冷却凝固后即获得所需的铸件。 消失模铸造工艺简图: 消失模铸造生产线的工艺流程分为白区与黑区两大部分。 一、白区工艺流程: 首先根据铸件的材质以及壁厚选择适合它的原始珠粒。将原始珠粒按定量加入间歇式予发机中进行预发泡,使其达到工艺要求的密

度,通过予发机硫化床干燥后发送到熟化仓内进行熟化。熟化后的珠粒运送到成型间,将珠粒注入到成型机上的模具中,通蒸汽将其膨胀融解成型,形成铸件模样,通冷水进行冷却降温,使白模具有一样的强度,这时成型机起模人工取出白模放到白模烘干车上,运输至热风隧道通过式烘干室进行烘干。白模烘干车在烘干室轨道上行走,每推进室内一车,在另一端顶出一车,以此循环。烘干室采用热风强制循环系统,烘干室内的温度及湿度通过PLC自动控制达到工艺要求,大大提高了生产效率,并节约能源。白模烘干后运输到组模间组装、粘结浇冒口。组装好的白模运输至一次涂料间浸刷涂料,不同材质的铸件选择不同的涂料配方,将原材料放入涂料搅拌机中进行搅拌,达到工艺要求时间后测试涂料密度,经测试合格后再放入涂料槽中供工人使用。将浸刷好的白模放到烘干车上运输至黄模一次烘干室进行烘干,烘干后的黄模运输到二次涂料间进行二次浸刷涂料,达到工艺要求的涂层厚度,再运输至黄模二次烘干室进行烘干、修补。经过二次烘干后的黄模用烘干车运输到黑区造型工部进行填箱、造型,烘干车空车返回成型间。至此白区工艺流程全部结束。 二、黑区工艺流程: 1、造型工部: 造型工部由两条造型线和一条回箱线组成,砂箱的循环运行是由砂箱轨道、手动变轨车来完成,每一条生产线由工艺要求的砂箱数量组成。每一条造型线由一台2吨单维振实台,两台4吨变频三维振实台组成。造好型的砂箱依次进入两条浇注冷却线,浇注冷却线由真空对接机组成。浇注冷却线进入一定数量砂箱后真空对接机自动对接、人工浇注。浇注完成后进行保压冷却,保压后真空对接机复位,撤真空,保压结束后进入冷却段进行冷却。在这两条浇注线浇注的同时,造型线造好型的砂箱依次进入令外两条浇注线等待浇注,并重复前两条浇注线的动作,以此循环。 本造型工部采用BSZ-04k变频三维振实台,其结构及工作原理:

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