贡献者
Alaa H. Aly犹他州立大学，洛根，犹他州
e·j·安东尼·坎梅特，加拿大渥太华
Milovan S. Beljin辛辛那提大学，辛辛那提，俄亥俄州
物流管理研究所，马里兰州贝塞斯达
m.s. Chandrasekharaiah休斯顿高级研究中心，伍德兰，德克萨斯州
艾伦·p·戴维斯马里兰大学，学院帕克，马里兰州
特拉华大学，纽瓦克，特拉华
梅里特P.德鲁克陆军管理参谋学院，贝尔沃堡，弗吉尼亚州
杰弗里·c·埃文斯宾夕法尼亚州刘易斯堡巴克内尔大学
萨默埃泽尔丁史蒂文斯理工学院，霍博肯，新泽西州
李海大学，宾夕法尼亚州伯利恒
罗纳德G.芬达环境资源管理集团，埃克斯顿，宾夕法尼亚州
Alan C. Funk环境资源管理集团，宾夕法尼亚州埃克斯顿
阿拉巴马大学，塔斯卡卢萨，阿拉巴马州
Christopher A. Hazen Miles Inc.，新马丁斯维尔，西弗吉尼亚州
Marilyn Hewitt环境资源管理集团，Exton，宾夕法尼亚州
Richard F. Hoff Chester环境公司，宾夕法尼亚州门罗维尔
特拉华大学，纽瓦克，特拉华
Robert J. Jupin Chester环境，门罗维尔，宾夕法尼亚州
Thomas Kear OP&L, Inc.，圣地亚哥，加利福尼亚
Thomas R. Klos环境管理公司，德克萨斯州休斯顿
Prasad S. Kodukula Woodward-Clyde咨询公司，堪萨斯州奥弗兰帕克
乔治P.科尔菲提斯史蒂文斯理工学院，霍博肯，新泽西州
罗纳德·j·科顿·切斯特环境公司，宾夕法尼亚州门罗维尔
美国矿业局，罗拉，密苏里州
George Losonsky Eastman Christensen环境系统，休斯顿，德克萨斯州James Lounsbury国家污染预防计划全国圆桌会议，马里兰州银泉
David M. Manis EET，德克萨斯州奥斯汀
J. L. Margrave休斯顿高级研究中心，伍德兰，德克萨斯州
Diane McCausland Chester环境公司，宾夕法尼亚州门罗维尔
Tom McDowell Siallon公司，加州拉古纳尼格尔
Namunu J. Meegoda新泽西理工学院，纽瓦克，新泽西
A. F. Meyer and Associates, Inc.， McLean, Virginia
宾夕法尼亚州门罗维尔市Patrick B. Moroney Chester环境公司
弗农·r·米勒，美国矿业局，密苏里州罗拉
詹姆斯I.迈尔斯迈尔斯公司，新马丁斯维尔，西弗吉尼亚州
Dan Nickens地球资源公司，佛罗里达州Ocoee
S. C. Niranjan Rice大学，休斯顿，德克萨斯州
加州大学奥根森分校，欧文，加州
Karnig Ohannessian OP&L, Inc.，圣地亚哥，加利福尼亚州
Osawaru A. Orumwense阿拉巴马大学，阿拉巴马州塔斯卡卢萨
Patrick D. Owens Tosco炼油公司，马丁内斯，加利福尼亚
巴顿应用环境服务有限公司，圣胡安卡皮斯特拉诺，加利福尼亚州
Richard C. Peralta犹他州立大学，洛根，犹他州
Anna Peteranecz OP&L, Inc.，圣地亚哥，加利福尼亚州
丹·a·菲利普斯彭萨科拉初级学院，佛罗里达州彭萨科拉
F. Preto CAN MET，渥太华，加拿大
Ray Ruemekorf NIRO, Inc.，哥伦比亚，马里兰州
斯特拉·s·施拉姆田纳西大学，田纳西州诺克斯维尔
威廉E.施拉姆橡树岭国家实验室，橡树岭，田纳西州
Klaus Schwitzgebel EET，奥斯汀，德克萨斯州
俄亥俄北方大学，阿达，俄亥俄州
S. S. Shukla*休斯顿高级研究中心，伍德兰，德克萨斯州
特拉华大学，纽瓦克，特拉华
Herminio H. Suguino犹他州立大学，犹他州洛根
S. M. Testa应用环境服务公司，圣胡安卡皮斯特拉诺，加利福尼亚州乔治J. Trezek格林菲尔德环境公司，加州卡尔斯巴德和加州大学伯克利分校，加州伯克利T. Viraraghavan里贾纳大学，加拿大里贾纳唐纳德K.沃尔特美国能源部，华盛顿特区罗伯特L.沃德俄亥俄北方大学，俄亥俄州艾达安M.威辛顿美国矿业局，密苏里州罗拉
大卫S.威尔逊环境资源管理集团，埃克斯顿，宾夕法尼亚州
*目前隶属机构:德克萨斯州博蒙特拉马尔大学
这一页故意留白
合适的婚姻对象
污染控制与废物最小化工程问题“，
这一页故意留白
污染控制和废物最小化过程工程“，
John Hanna和Osawaru A. Orumwense
阿拉巴马州塔斯卡卢萨的阿拉巴马大学
我的介绍。
作为物质循环的一部分，矿石和化石燃料从土壤中提取，加工，并转化为金属，化学品，和其他加工(高附加值)的材料。因此，世界经济的任何扩张都会增加对矿物和金属的需求，随之而来的是产生的废物量的增加。
采矿、矿物加工、冶金和化学工业产生的废物估计每年超过23亿吨。积累的固体废物在活跃和不活跃的矿区都接近300亿吨。这些废物包括气体、粉尘、污泥或溶液、灰烬和各种块状固体材料，如覆盖层、废石、尾矿和矿渣，必须以低成本处理，使环境退化最小化。
大量废物通常在靠近矿场或加工厂的地点处理。这些证据可以在明尼苏达州、犹他州、阿拉巴马州、加利福尼亚州、田纳西州、爱达荷州、蒙大拿州和其他高采矿量的州找到工业活动．
大量的尾矿被处置在蓄水池它们的面积从几英亩到数千英亩的大池塘不等。由于废物的物理和化学性质以及所涉及的巨大数量，来自加工厂的废物构成了最困难的处理和环境问题，因此必须使用大片土地来处理废物。一个典型的例子是佛罗里达磷矿泥。覆盖层和废石具有黄铁矿、重金属和放射性物质含量高的特点，也存在潜在的环境和健康问题。
不幸的是，大多数矿物加工废料都被排除在1976年的《资源保护回收法》(RCRA)之外。然而，随着近年来出台的严格的环境法规，这种情况正在发生变化，这就需要采取预防措施来尽量减少和控制废物处理。因此，废物中的矿物或金属成分，无论其经济价值很少或没有，都必须根据其对环境的影响或作为资源供应来源加以修正。
2废物来源
A.固体废物的开采和处理
提取和加工循环中的大多数操作都会产生废物(参见图1)，但一种材料在多大程度上可以被归类为废物取决于许多因素。这些包括
1.产生废物的来源和数量
2.对健康和环境的潜在危险
3.与空气和/或水的长期反应和对环境的动员
4.目前的处置做法和可供选择的处置方法
5.废物的处置成本和潜在用途
原料提取矿业、quairying。疏浚、探索
矿石，原油。煤炭。行业。
原料选矿、磨矿、洗矿、浓缩、升级
同心，精致。气体。矿物质
加工大宗原料冶炼、精炼、加工、公用事业
锭、猪、化学品、能源
制造和服务装配，包装，运输，能源。
商品和服务
路基矿物。矿浆。细粒
尾矿砂-泥浆-粉尘解决方案
渣烟烟雾泥浆-渣滓解决方案残留物灰
纸浆
化学品粉尘及烟雾
解决方案
渣滓
Grlndlngs
剪报
消费者
丢弃
二次材料加工冶炼、精炼、加工、分离
都市废物-
烟尘_ -渣渣解决方案纸浆烟
图1矿物废料供应、利用和处置系统。
以下是采矿和相关加工业产生的废物的典型例子。
据报道，在1976年生产的约160万吨铜中，加工了10亿吨材料。这可以分解为6.84亿吨覆盖层，2.64亿吨尾矿，500万吨矿渣，330万吨二氧化硫，以及大约1000亿加仑的工艺水，
钢铁工业是大量废物的来源之一，因为用于制造钢铁的大多数铁精矿都来自品位相对较低的矿石。通常，铁含量为25-33%的原矿被开采和选矿，以生产铁含量为60-65%和硅含量为5%的高质量球团，用于制造钢铁。1976年，美国开采了约3.3亿长吨铁矿石，不包括炼钢步骤产生的炉渣和粉尘废物，产生的废物量约为2亿吨[4]。
苏必利尔湖地区磁性和非磁性taconites的常规磁选和重选工艺，导致尾矿产品[5]中铁损失较大，约为20-30%。另一方面，通过絮凝和浮选等技术对尾矿进行更先进的选矿，将废渣中的铁损失降低到低至10%。损失部分是由于矿石的矿物组成和铁和脉石的粒度。例如，伯明翰红赤铁矿的铁损失很高，因为它比taconite矿产生更多的泥。这是造成从矿场原料中回收铁相对较差和产生大量废物的因素之一，特别是在大规模选矿作业中。
佛罗里达磷酸工业是另一个大量废物的来源。在磷酸盐生产过程中，基质中的软矿物，特别是粘土和极细的磷酸盐团聚体，很容易分散在水中，在水力开采、运输和分离步骤中形成泥质。这些泥质很难回收，而且会影响选矿作业。基质中约三分之一的磷酸盐含量在泥中丢失，通常作为废物丢弃。佛罗里达磷矿泥的特点是沉降非常缓慢，并能捕获大量的水。目前，被扣押的淤泥被储存在土坝后面，对环境构成严重威胁。开垦土地和大量的水对于保护资源和遵守严格的环境条例是很重要的。在矿泥和尾矿馏分中，含磷量约为开采基质中磷酸盐含量的30%-40%，回收废弃的磷酸盐值将提高磷矿工业的经济效益，并扩大可用资源。这对减少潜在环境危害的影响是巨大的。按照目前每年约4000万吨的岩石生产速度，磷酸盐的损失包括每年在泥岩中损失的1100多万吨高品位磷酸盐。 Vasan [6] has estimated that about 1.5 billion tons of phosphate slimes is accumulated over the years in dams together with about 4.5 billion tons of water.
采煤工业是产生大量固体废物的另一个来源。过去使用的清洁煤炭的方法效率很低，造成了大量的煤炭损失废物流在采矿和清洗操作[2]。洗衣机废料通常储存在地上的蓄水池中。相当多的加工厂仍沉迷于丢弃煤粉的做法。因此，开采出来的煤炭中约有25%被当作废物处理。按照目前煤炭产量约10亿吨计算，每年产生约2.5亿吨废弃物，其中粗颗粒约2亿吨，细颗粒约5000万吨。粗废颗粒中煤的含碳量为每年3000万吨以上，细废颗粒中相应的含碳量为每年3000万吨左右。粗粒废颗粒的处理在大多数选煤厂不是一个严重的问题，因为它们被用作垃圾填埋场。另一方面，由于细颗粒的脱水困难和结构强度相对较低的特点，使细颗粒无法用作垃圾填埋场[7]，所以细颗粒废物是一个问题。
B.液体废物的开采和处理
选煤厂排出的污水和废物处理场排出的污水具有典型的深色，并且含有高浓度的悬浮颗粒，这些悬浮颗粒不仅由于粗颗粒的沉降而引起淤泥淤积，而且还水污染，两者都对水生生物有负面影响[2,7]。来自煤炭清洗厂和矿山的废水也被认为通过被称为酸性矿井水(AMD)的现象对环境有很大的影响。这是当今森林和植被遭到破坏的原因之一。据报道，酸泄是由氧、水和铁硫化物(如黄铁矿和黄铁矿)之间的反应引起的。已知微生物可以加快这一反应的速度。最常用的缓解酸性排水的技术是使用石灰、石灰石、纯碱或烧碱进行中和;反渗透;和涉及硅酸盐[7]的处理，这些技术将在后面详细讨论。产生的高酸性溶液溶解了废物堆或扣押材料中的几种重金属，并含有大量对环境有害的重金属物种、硫酸盐和其他阴离子。
另一方面，一些矿山排出的水含有铜和铀等有价值的金属，可以经济地回收。铜通常通过胶结或液体离子交换从这种放电中提取出来。以Ambrosia湖区[8]为例，通过离子交换去除含有9- 12ppm U208的矿井废水。而含有300- 600ppm A1203和10- 20ppm U2Og的酸性矿井水，则通过离子和液体离子交换组合[9]剥离，
C.煤炭利用废物
由于在锅炉和电力中燃烧煤炭发电厂时，会产生大量的灰分。据估计，1977年发电厂产生的灰量约为6780万吨，其中飞灰4850万吨，底灰1410万吨，其余为锅炉渣。在这一年中，约有630万吨粉煤灰、460万吨底灰和310万吨锅炉炉渣(约占总灰分的21%)被回收用于混凝土块、沥青和屋面材料等产品[10-12]。
D.冶金废物
拜耳法生产氧化铝的同时，每年会产生约700万吨红泥，其中含有大量有价值的矿物质和溶解盐。据估计，这些废物中含有大量的烧碱、120万吨氧化铝、170万吨铁和约45万吨二氧化钛[13]。这些废物对环境和健康构成严重危害。
在炼钢过程中，电炉和碱性氧炉每年产生超过200万吨的粉尘和气体。粉尘中除了铁[14]之外，还含有大量的铅(0.4-2.6%)、锌(6.3-24.8%)、锰(0.5-5.3%)和铜(0.03-0.27%)，
同样，在制造不锈钢的过程中，大量的金属作为废物损失掉了。Powell et al.[15]估计不锈钢中大约损失了500万磅钼炉尘每年。
表1铸造粉尘的表征
毒性(mg Pb/L)
样品的位置
阿拉巴马州
俄亥俄州
密歇根
新汉普郡
宾西法尼亚
麻萨诸塞州
西维吉尼亚州
530 440 764 188 460
在美国，黄铜和青铜铸造厂和二级冶炼厂每年都会产生大量的灰尘。布袋粉尘的成分不同，但主要成分是锌(40-78%)，铜(10-15%)，以及少量的铅和锡。大部分锌以氧化锌的形式存在，其余以黄铜或青铜合金的形式存在。表1列出了一些铸造厂粉尘的典型特征。这些废物被认为是危险的，因为含铅量高。
在电炉生产单质磷过程中，产生了大量的磷有毒废物如污泥、渣、气体等磷的水也会产生。据了解，产生的单质磷中有5%到10%会留在污泥中。污泥中其他固体组分的组成为Si02 40-60%， CaO 5-15%， Fe203 2-4%， P205[16] 2-5%。一般来说，含磷水和产生的污泥与单质磷的数量之比约为5:1。磷废物对环境和火灾都有危害，这些废物每年产生150万吨。
3块状固体废物的控制和处理方法
采取了若干措施以尽量减少或使散装固体废物可以安全处置。这些方法包括使用物理、化学或生物修复技术从废料中提取重金属或有毒成分。另一方面，一些废物要么被回收，要么直接使用，但更多的情况下，这些技术的组合应用，以实现最大的工艺效率。以下方法根据固体废物的来源进行分类。
A.铜矿废物
由于大多数可用铜矿石的品位很低，铜矿废物越来越重要。Rule和Siemens[17]的研究表明，浮选法可有效地从铜矿废料中提取铜、钴和镍等金属价值，回收率在54-95%之间。为此目的使用浮选方法的主要问题是有价值的矿物或金属(次要)与主要脉石材料密切相关。因此，为了确保金属值的释放和随后的分离，高度的细度是必要的。然而，试剂消耗预计也很高。在大多数情况下，残留物仍然含有相当高水平的有价值的矿物质或重金属，因此必须进行进一步处理。压力浸出或细菌浸出(生物浸出)常用于此目的。
B.铁矿石废料
过去，许多铁尾矿库采用重力选铁[18]回收铁。明尼苏达州卡尔梅特市的琼斯和劳克林钢铁公司就是一个例子，该公司曾将浮选和重力浓缩结合起来处理铁废料，以回收金属价值。初始矿石或废物中存在大量的泥质和高杂质含量，都影响了废物中铁的回收。
相比之下，选择性絮凝法和高强度高梯度磁选[19]是其他一些可以有效处理这些材料的技术。还可以对废料进行还原焙烧和磁选，以减少处理所需的能量。
C。磷矿废物
众所周知，磷矿泥不仅很难回收，而且在经济上也不可靠。然而，相关的不利环境影响必须加以处理。实验室测试废水池材料，低等级的洗衣机产品，和一些原始的田纳西州磷矿已经表明，一些磷酸盐可以回收。使用阴离子浮选方法[20]可获得大量的市场级p2o含量为60-82%的磷酸盐精矿。
用硫酸直接消化磷酸盐基质是减少泥的另一种方法处理问题．这个过程产生一种简单的废物，由胶状黏液、沙子和石膏组成。该复合材料是一种紧凑的砂饼，可用于采空区的填充材料，而大约95%的P205可作为有用材料回收[21,22]。
D.细煤矸石
提出了处理煤矸石的两种主要技术。分别是重选和浮选[23,24]。使用汉弗莱斯螺旋管处理煤矸石已经确定。虽然这种处理方法能够产生高品位的煤精矿，但回收率相对较低。此外，这些技术仅适用于颗粒尺寸大于200目的饲料。此外，大量的煤在尾矿中损失，约10-71%[24]。因此，需要采用适合细颗粒处理的技术对螺旋进行补充，以提高煤的回收率。这导致了一种基于重力分离和泡沫浮选相结合的工艺的发展。
在该工艺中，粗粒煤采用汉弗莱斯螺旋浮选，负200目[24]级煤采用柱浮选，粗粒煤也可采用机械浮选代替螺旋浮选。这样，煤的质量和回收率都有了明显的提高。
同样，废物中存在的黄铁矿也可以去除，这样做也可以缓解酸排放问题。也可以采用生物浸出技术从煤矸石中去除黄铁矿成分。这可以通过允许细菌氧化作为饲料的煤矸石中的黄铁矿来实现。
E.磷废物
磷废料的处理方法包括物理、化学和生物浸出技术。物理方法包括施胶，沉降、离心分离、旋流、浮选[25- 27,31]空气氧化，氯氧化化学方法主要有电解氧化、催化氧化、蒸馏、CS2萃取[28-33]、离子交换等。这些过程大多是从杂质中部分分离或氧化磷。因此，两种处理技术的结合是完全修复磷废物的必要条件。需要这种方法的另一个因素是这种方案的相关低运营成本。
采用澄清加氯化技术从含磷水中提取单质磷。然而，相关的余氯有不利的环境影响，这使得该技术不切实际。ERCO工艺的基础是利用新生氧氧化单质磷，然后再进行分离[33]。另一种方法是利用蒸馏法作为污泥中磷的修复基础[29]。这些方法的高运营成本限制了它们的应用。
在许多情况下，磷废物的主要部分存在于粗颗粒中。Anazia等人[31]已经表明，在测试的污泥样本(来自爱达荷州Pocatello的FMC公司和阿拉巴马州Muscle Shoals的TVA)中，颗粒重量的26 - 29%是含有82-91% P4的粗磷颗粒。在同一研究中还证明，通过筛选，约61-88%的粗磷颗粒可以回收。细组分代表污泥重量的71-74%，测定5-21%的P4。收到的无粒度污泥也可以进行浮选，分离磷精矿，测定值在61 - 78%之间。P4，根据废物的特性，回收率在71-79%之间。尾矿中P4含量在9- 18%之间，约占污泥[31]的59-68%。因此，很明显，细组分或尾矿同样必须使用其他方法进行进一步处理。
物理分离废液中残留的磷经空气处理后可提取出来氧化处理环境温度下。这些形成了提出的两步法的基础，包括浮选或筛选和常规空气氧化处理磷污泥[31]。
然而，来自氧化步骤的垃圾中P4的浓度可高达4%，这在毒性方面仍然很高。在30°C的环境温度下，要实现90-95%的P4转化为H3P04，可能需要数天或数周的长空气氧化期。在这种条件下，P4在水中的氧化速度较慢，且受pH值、氧含量、温度、金属离子的存在以及胶体物质[34]的分散程度等多种因素的影响。因此，在常规氧化过程中，P4不完全转化为含氧磷化合物，因为反应动力学似乎受到搅拌、颗粒大小和表面涂层[34]等其他因素的影响。
阿拉巴马大学进一步发展了这一过程，使P4的氧化和转化为可溶的含磷化合物显著增强[32,35]。在新工艺中，不溶性P4被转化为高溶性和无毒的化合物，很容易从剩余的污泥中提取出来。这一改进是通过采用一种称为HSAD的新型反应堆设计来加快修复操作而实现的。因此，根据污泥中P4的含量，磷在大约1-3小时内几乎完全氧化，由此产生的酸溶液可用于制造任何一种磷酸或肥料中和的副产品。化学上不活跃的固体废物可以干燥并安全地作为无害的垃圾填埋产品处理。表2给出了采用这种方法得到的一些结果。
HSAD技术具有处理时间短、效率高、配置简单、成本低、适用于各种磷废物等优点。这个过程不需要催化剂、化学氧化剂，也不需要高温。
没有进行测试。 |
产品 |
重量(克) |
重量(%) |
P4分析(%) |
P4去除率(%) |
1 |
解决方案 |
50.20 |
64.60 |
53.39 |
99.97 |
残留 |
27.51 |
35.40 |
0.02 |
0.03 |
|
饲料 |
77.71 |
100.00 |
34.50 |
100.00 |
|
2 |
解决方案 |
49.76 |
63.44 |
54.35 |
99.94 |
残留 |
26.68 |
36.56 |
0.05 |
0.06 |
|
饲料 |
78.44 |
100.00 |
34.50 |
100.00 |
含磷化合物的等效P4分析。
含磷化合物的等效P4分析。
F.黄铜和青铜铸造厂粉尘
袋式锌粉采用硫酸浸出、电解或结晶等方法回收锌等金属[36,37]。该方法锌的提取率在89 ~ 99%之间。基本上，这种方法包括使用强硫酸和强曝气来溶解灰尘中的氧化锌和金属铜。粉尘中的铅、锡和锌金属合金不会被硫酸溶解，而是以固体残留物的形式存在。浸出残渣占粉尘重量的20-50%，富含多种金属，可进一步处理以提取金属成分[36]。浸出液经电积得到金属锌。然而，氯离子或某些金属的存在会对锌的电积操作产生不利影响。因此，为了生产高级金属锌，需要采取额外的措施来消除氯离子和其他杂质。这可能会使整个过程变得昂贵。或者，采用结晶技术从浸出液中回收锌作为硫酸锌盐。
四、先进的修复技术
从低品位来源(如垃圾场或堆)回收金属价值的最常见方法是浸出。浸出是一种将固体材料与溶剂接触以选择性地溶解某些成分的过程。从污泥中浸出金属的目的包括溶解金属值回收或随后用其他方法分离，使废物无害，或使废物适于进一步处理。已知浸出占每年铜产量的10%左右。
常用的浸出剂有硫酸、盐酸、氯化铁、硝酸、硫酸铁、氨或碳酸铵、氢氧根以及细菌、酵母和真菌等微生物。
不幸的是，有关浸出的许多因素，如堆场的大小和高度、影响溶液渗透的因素、动力学和从浸出液中回收有价金属的一般情况，仍然需要进行详细研究和传播资料。废物中的许多矿物可以通过浸出廉价地回收，这一事实意味着与精细废物处理有关的一些问题可以得到缓解。
废物的生物修复是通过使用天然存在的微生物，如细菌、酵母和真菌来处理污染物来完成的。它的使用正在迅速增加。然而，微生物的代谢活动和生长需要大量的宏观和微观营养物质。环境中微生物维持生存所需的氮、磷、碳等营养物质一般较差，某些污染物对不同的微生物表现出一定程度的抗性。这些是污染物分解速度缓慢的主要原因。因此，一个成功的生物浸出操作需要适当的微生物的生长，这些微生物可以通过控制条件来诱导，如营养物质的可用性、温度、电子受体和通气。
b .降水
沉淀法是污水处理的常用方法之一。在这种方法中，使用化学物质来改变溶解或悬浮金属的物理状态，并使用沉降技术来加强随后的分离。化学制品如苛性钠石灰、苏打水用灰分、硼氢氧化钠、磷酸钠、硫化铁和硫化钠诱导沉淀。有时需要对废水进行某种形式的预处理，如过滤、破坏或有机物和氰化物、金属还原、中和和/或在沉淀之前进行油分离。
以…为特征的一些金属六价铬很难以它们发生的形式析出，如果操作要成功，必须将其还原。常用的还原剂有二氧化硫、亚硫酸氢钠、焦亚硫酸钠和硫酸亚铁。类似地，为了实现沉淀和沉淀的分离，有时需要絮凝剂。石灰、明矾和聚电解质用于此目的。对沉淀操作有影响的废物的主要特征是金属的类型和浓度、总溶解固体的数量、残留络合剂的浓度以及废物中存在的油和油脂的数量。
电镀、颜料制造、摄影工业、电池制造和有色金属工业产生的含金属废水通常要经过沉淀处理。
C.离子交换
在离子中交换过程，稀溶液中的金属离子被相同的带电离子取代，静电键合到固定固体介质的表面。固体介质可以是天然存在的无机沸石或合成的有机沸石树脂。离子交换是可逆的化学反应。因此，将负载的树脂或交换介质置于适当pH值的纯溶液中，将捕获的金属离子释放出来。本方法仅适用于液体废物或含有杂质的溶液。
该工艺的性能取决于(1)金属成分的浓度和价态，(2)竞争离子种类的存在，以及(3)溶解或悬浮固体和有机化合物的存在。因此，饲料以离子交换系统必须经过预处理。这种方法的结果约为95%金属回收产品纯度高。这种方法已经得到了充分的发展，并被商业上用于去除铬，铜，镍、镉、银和锌。
D.电解修复
电解池是电解修复的主要设备。它由浸在电解质中的阳极和阴极组成。当电流作用于电解质溶液时，溶解的金属被还原，随后沉积在阴极上。的电解修复技术也被称为电积，因为回收的金属纯度高。这是修复螯合金属最有效的方法之一，这是很难通过其他技术回收。这种方法具有产生含金属的自由污泥的优点，但它仅限于含有几种元素的溶液。
电解可用于修复镉、铬、铜、铅、锡和锌。然而，这种治疗需要消耗大量的能量。含有铜和某些其他元素的废物在进行电解处理之前必须用氢氧化物浸出。
电解技术的一种变异称为电渗析当在阳极和阴极之间放置一层膜时，一些离子通过膜的流动性受到阻碍。电渗析可用于处理金、铬、银、锌、镍、锡等电镀过程中产生的离子浓度低、电积不经济的废物。大多数用于电渗析处理的饲料必须经过过滤以去除悬浮固体。此外，由于对金属分离的影响，pH控制是一项必须采取的预处理措施。当采用高表面积电极时，金属去除率可达98%左右。
E.膜分离
膜分离方法包括过滤(微滤、超滤等)、反渗透和电渗析等技术。过滤技术是在污泥经过预处理以去除金属之后使用的。该技术还用于对饲料进行预处理，以便通过反渗透和电渗析进行后续处理。
反渗透和电渗析用于从废水中回收金属或电镀化合物。电渗析方法在前面的小节中进行了描述。反渗透(RO)系统的特点是有许多模块化单元以并联或串联或两者的组合方式连接。该方法在含金属污泥修复中的应用受到膜可使用pH值范围的限制。醋酸纤维素膜不适合在pH值高于7时使用，而酰胺和聚砜膜可在pH值在1至12之间使用。反渗透系统的性能由于胶体物质、溶解有机物和不溶性成分的存在而受损。建议将馈给反渗透系统的饲料进行如下预处理pH值调整，碳吸附、过滤。这种方法在商业上用于从金属加工废料中去除黄铜、铬、铜、镍和锌。
这些技术可用于生产金属成分极低的废水，当然，前提是进行了充分的预处理。通过使用沉淀和过滤的组合，可以实现99%的金属去除率。
f .蒸发
蒸发是一种基于挥发性差异的混合材料修复的简单方法。因此，金属的浓缩是由废物体积的减少带来的。用于此目的的主要仪器包括上升膜、闪蒸器和埋管蒸发器。在电镀工业中，使用这种方法可以回收镀液中的镉、铬、镍、锌、铜和银。然而，这种处理废物的方法只有在涉及的废物量很小的情况下才具有成本效益。
g .封装
可溶性硅酸盐及其衍生物对危险废物的稳定和固定非常有效。由于硅酸盐具有固有的性质，如碱性(pH值20-14)、能形成凝胶、与多价阳离子反应性等，而且处置硅酸盐不会对环境造成潜在危险，因此被用于废物处理。
可溶性硅酸盐是聚合的，在老化过程中凝结形成具有硅-氧-硅连接的阴离子，这些阴离子复杂，存在于不同的链长和循环结构中。硅酸盐与金属离子反应形成不可溶的无定形金属硅酸盐。与简单的金属硅酸盐配合物相比，这些金属硅酸盐配合物在大的pH范围内是不溶的金属氢氧化物．这是金属浸出阻力增加的原因固化废物和可能是硅酸盐在废物处理中的主要特征。可溶性硅酸盐是由碳酸钠或碳酸钾和沙子在1450°F的熔炉中熔合而成的。合成的nSi02Na20化合物的二氧化硅(Si02)与碱度(Na20)之比在1.6:3.9范围内。Si02Na20比例在二氧化硅的后续使用中具有重要意义，因为只有具有高比例的化合物才能用于凝胶、沉淀二氧化硅和沸石等产品的制造以及废物的处理。
在废物处理中常用的固结剂包括硅酸盐水泥、火山灰飞灰、水泥或石灰窑灰。固结剂中的活性成分是与水混合时形成的硅酸盐单钙、二钙和三钙等衍生物。固相剂的物理性质和行为受到硅酸钙含量的强烈影响，因为这与所形成的化学键的数量和强度直接相关。硅酸盐还通过减少氢氧化钙包裹体的形成或材料结构中空洞的存在来降低渗透性。的危险废物的处理带凝固剂可细分为两类，稳定剂和固定剂。
稳定化是将液体废物转化为固体的化学过程。凝固剂与废物混合，当它们“凝固”或变硬时，废物材料被困在结构中。在稳定操作中使用的程序包括在引入可溶性硅酸盐之前预混废物和固结剂。硅酸盐在稳定过程中的作用包括缩短凝结时间，降低渗透性，提高抗压强度，减少使用的固结剂的数量和处理后废物的体积。
另一方面，固定在许多方面类似于稳定，但不仅仅是将废物作为包体包裹，废物被修改并粘结成水泥样基质。因此，危险成分的溶解性或浸出性大大降低。通过这种方式，重金属废物的毒性和可迁移性被处理改变。处理步骤包括将废料与水泥或窑尘混合，作为凝固剂和水。然后，引入可溶性硅酸盐并充分混合。如果必须取得良好的效果，建议采用这种方法;如果要固定废物，则必须使用水泥。硅酸盐水泥是最有效的凝固剂，可用于此目的。原因是在水化过程中，水泥会产生有助于包裹废物的凝胶。石灰基材料在水化过程中不会产生大量的凝胶，因此粘结废物的数量减少。因此，石灰基固结剂不宜用于废物固定。
参考文献
1.Hill, R. D.和Auerbach, J. L.，采矿工业中的固体废物处理，细颗粒处理，第2卷(P. Somasundran主编)，some - aime，纽约，1980年，第1731-1753页。
2.汉纳，H. S.和Rampacek, C.，矿物和冶金废料的资源潜力，细颗粒处理，第2卷(P. Somasundaran主编)，smi - aime，纽约，1980年，第1709-1730页。
3.《矿物趋势与预测》，美国矿务局，1979年。
4.克林格，《矿物事实与问题——铁》，美国矿业局，1976，第525545页。
5.Rampacek, C.，研究与开发对低品位资源利用的影响，化学。Eng。掠夺。，February, 57-68, 1977.
6.Vasan S.，佛罗里达磷矿泥的利用，第三矿物废物利用项目。，芝加哥，1972，第171-177页。
7.modgil, b.m.，选煤厂垃圾的处理和处置，细颗粒处理，第2卷(P. Somasundran主编)，smme - aime，纽约，1980年，第1754-1779页。
8.Spendlove, M. J.矿务局关于资源回收的研究，IC 8750，美国矿务局，1977。
9.罗斯，J. R.和乔治。D. R.从矿井水中回收铀的方法逆流离子交换，RI 7471，美国矿务局，1971年。
10.Faber, j.h.，煤炭技术会议，休斯敦，德克萨斯州，1978年。
11.布兰克特，G. E.，美国灰的生产和利用，第3期。Int。灰分利用，匹兹堡，Penna。，IC 8640, U.S. Bureau of Mines, 1974, pp. 12-18.
12.杰克逊，J.，粉煤灰的总利用，第三采矿程序。废物利用公司芝加哥，111。雷竞技csgo，1972, pp. 85-93.
13.迪恩，K. C.矿山磨机的利用冶炼厂废物中国矿产废物利用第二工程有限公司芝加哥，111。雷竞技csgo，1978, pp. 138-141.
14.Dressel, W. M.， Barnard, P. G.和Fine, M. M.，从钢铁生产废料中去除铅和锌并生产预还原球团，RI 7027，美国矿业局，1974。
15.鲍威尔，H. E.， Dressel, W. M.和Crosby, R. L.，将不锈钢炉烟道粉尘和废物转化为可回收合金，RI 8039，美国矿务局，1975年。
16.Slack, a.v.(编，磷酸，第1部分和第2部分，马塞尔·戴克，纽约，1965年。
17.Rule, A. R.和Siemens, R. E.，从废磨尾矿中回收铜、钴和镍，第五矿物废物利用项目。， 1976，第62-67页。
18.Fine, M. M.， Heising, L. F.，铁矿废弃物产状、选矿与利用，第一矿产废弃物利用工程有限公司。芝加哥，111。雷竞技csgo，March 1968, pp. 67-72.
19.科伦坡，A. F.雅各布斯，H. D.和霍普斯托克，D. M.，西梅萨比山脉氧化taconite的选矿，RI 8325，美国矿务局，1978。
20.Lamont, W. E.等，田纳西磷矿在泥泥存在下的实验室浮选研究，RI 7601，美国矿务局，1972年。
21.White, J. C.， Fergus, A. J.和Goff, T. N.，佛罗里达土地卵石基质硫酸消解法磷酸，RI 8086，美国矿产局，1975。
22.怀特，J. C.，戈夫，T. N.和古德，P. C.，从佛罗里达磷酸盐基质连续电路制备磷酸，美国矿务局，1978。
23.Browning J. S.，细粒废煤的回收，美国能源部最终代表，合同ET-76-G-01-9005，阿拉巴马大学，1978年5月。
24.Hanna, J.和Kalathur, R.，从扣押的废物中回收细粒煤，矿工。金属。加工，11月，174-179，(1992)。
25.弗莱明，j.d.，磷的去除，文献调查，田纳西河谷管理局，肌肉浅滩，阿拉巴马，1970年。
26.Barber, j.c.，从稀释废水中回收磷，美国专利4,595,492(1969年7月17日)。
27.Crea, D. A.等，从电炉污泥中回收磷，美国专利3,615,218(1986年10月)。
28.Post, L. B.等，从电炉污泥中回收磷，美国专利3,615,218(1971年10月)。
29.Holmes, W. S.， Lowe, E. J.和Brazier, E. R.，磷蒸馏，美国专利4,081,333(1978年3月28日)。
30.Hinkebein, J. A.从污泥中回收磷，美国专利3436184(1969年4月)。
31.Anazia, I.， Jung, J.，和Hanna J.，从电炉污泥中回收和去除单质磷，金属学报。加工，5月，64-68(1992)。
32.汉纳，J.和荣格，J.，磷去除分散空气氧化，矿工。金属。处理11月，200-205(1992年)。
33.Deshpande, a.k.，磷在水介质中的氧化，美国专利3,971,707(1976年7月27日)。
34.沙利文，J. H.， Jr.等，关于建立弹药独特化合物的水质标准的水环境数据的总结和评价。第3部分。白磷，最终报告，水和空气研究公司，盖恩斯维尔，佛罗里达州1979年4月。
35.Hanna, J.和Jung, J.，从电炉废液中磷的修复，有害物质控制，HMC-South '92，新奥尔良，路易斯安那州。， 1992年2月26-28日，第34-39页。
36.Hanna J，和Rampacek C，从袋装粉尘中回收锌，美国铸造工人协会第二届年度环境事务会议，密尔沃基，怀斯。， 1989年8月23-24日，第119-126页。
36.商品数据摘要，磷酸盐，美国矿务局，1978年。
37.Powell, h.e.等，从黄铜冶炼厂烟道粉尘中回收锌、铜和铅锡混合物，RI 7637，美国矿业局，1972年。
38.第三届国际研讨会论文集，IC 8640，美国矿务局，1974。
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