重金属冶金学第二套试卷及答案

重金属冶金学试卷

一、单项选择题(本大题共 5小题，每小题 2分，共 10 分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的，把你所选的选项前的字母填在题后的括号内。)

1(在统计有色金属产量的10种主要有色金属中，重金属有几种, ( )

A(6

B(7

C(8

D(9

2. 下列金属中不属于有色金属的是 ( )

A(铜

B(铅

(锰 C

D(锌

3.下列不属于氧化镍矿湿法冶金的方法是 ( )

A(低压酸浸法

B(高压酸浸法

C(常压酸浸法

D(Caron法

4.下列哪种方法不属于锡精矿焙烧 ( )

A(氧化焙烧法

B(氯化焙烧法

C(氧化还原焙烧法

D(还原焙烧法

5.不属于造锍熔炼的主要化学反应的是: ( )

A(硫化物氧化反应

B(氯化反应

C(造渣反应

D(高价硫化物分解反应

二、名词解释(本大题共 5 小题，每小题 3 分，共 15 分。)

1(重金属 2(火法冶金 3. 氯化焙烧 4中性浸出 5 电冶金

三、填空题(本大题共4个小题，共14个空，每空1分，共14分。把答案填在题中横线上。)

1(火法炼铅方法可分为、和三类。

2. 湿法炼锌包括、、和四个主要过程

3. 硫化镍矿的提取方法有、和三种。

4. 现代炼锡法采用的火法流程包括、、和四个过程。

四、简答题(本大题共 7个小题，每小题6分，共42分。) 1. 为何铜锍品味越高，渣中铜含量越高,

2. 为什么说硫化锌是较难焙烧的硫化物,

3. 沸腾焙烧的强化措施有哪些,

. 在湿法炼锌过程中，锌焙砂中性浸出的pH值为什么要控制在5.2左右,工业上常加入氧化剂4

(MnO)的作用是什么, 2

5. 湿法炼锌浸出搅拌为什么采用空气搅拌，而静液过程为什么采用机械搅拌,

6. 锌焙砂中性浸出净化时，锌粉置换铜镉的原理是什么,影响锌粉置换反应的因素有哪些,

7. 锡精矿的焙烧方法有那几种,分析各自的优缺点。

五、论述题(本大题共1 个小题，每小题9分，共9分。) 1(说明硫化锌溶液精矿氧压浸出的原理及其特点。

六、计算题(本大题共1个小题，每小题10分，共10 分) 1(在锌电积过程中，槽电压和电流效率均随电流密度变化，根据下表

-2D/A.m E/V η/% i100 2.5 80 200 2.7 90 500 3.0 94 1000 3.5 96

(1)根据表中的电流密度，分别计算锌电积德电能消耗。(锌的电电化学当量值q为1.2195g/(A.h))

(2)为了使锌电积的成本最低，应如何选择电积过程的电流密度,

B卷

一(选择题

BCADB

二、名词解释

1(重金属

3重金属是指铜、铅、锌、镍、钴、锡、锑、汞、镉和铋等金属，他们的共同点是密度均在6g/cm左

右。

2(火法冶金

火法冶金是指利用高温从矿石中提取金属或其化合物的所有冶金过程的总称。火法冶金一般分矿石准备、冶炼、精炼和烟气处理等步骤。

3. 氯化焙烧

氯化焙烧是指在矿料中加入氯化剂，使矿料中的某些物质形成可溶性或挥发性的氯化物，以达到使其与目标物质相分离的目的。

4 锌焙砂中性浸出

由于锌矿物中不同程度的含有铁杂质，浸出过程中不可避免有铁的浸出，为了得到铁含量尽可能低的硫酸锌浸出液，可控制浸出的终点pH值在5.2~5.4之间，使进入溶液的铁水解进渣，因浸出终点溶液接近中性，故称为中性浸出。

5 电冶金

利用电能从矿石或其他原料中提取、回收和精炼金属的冶金过程。

三、填空题

1(火法炼铅方法可分为氧化还原熔炼法、反应熔炼法和沉淀熔炼法三类。

2. 湿法炼锌包括焙烧、浸出、净化和电积四个主要过程

3. 硫化镍矿的提取方法有闪速熔炼、熔池熔炼和吹炼三种。

4. 现代炼锡法采用的火法流程包括炼前处理、还原熔炼、炉渣熔炼和粗锡精炼四个过程。四、简答题

1. 为何铜锍品味越高，渣中铜含量越高,

答:传统的造锍熔炼法，体系氧势较低，所产铜锍品味不高，渣中铜含量较低，而现代的强化熔炼法，由于体系氧势高，铜锍品味高。

2. 为什么说硫化锌是较难焙烧的硫化物,

答:因为FeS不能直接被H2、C、CO还原，也不溶解于冷的稀硫酸和稀盐酸，需要将硫化锌精矿氧化焙烧为氧化锌，之后再进行还原和稀酸浸出，而不能想铜冶金那样将硫化锌直接吹炼成金属锌。 3. 沸腾焙烧的强化措施有哪些, 答:高温沸腾焙烧，锌精矿富氧空气沸腾焙烧、多层沸腾焙烧、利用二次空气或贫SO2焙烧结烟气焙烧等。

4. 在湿法炼锌过程中，锌焙砂中性浸出的pH值为什么要控制在

5.2左右,工业上常加入氧化剂(MnO)的作用是什么, 2

答:中性浸出控制浸出终点pH值为5.2~5.4，使锌离子不致水解，而杂质金属离子全部或部分以氢

2+氧化物Me(OH)形式水解析出。在中性浸出的情况下，Fe不能沉淀出来，为实现深度除铁，需利用n

2+3+氧化剂(MnO)将Fe氧化成Fe。 2

5. 湿法炼锌浸出搅拌为什么采用空气搅拌，而静液过程为什么采用机械搅拌, 答:湿法炼锌浸出过程中为了使浸出液中Fe2+尽可能地全部氧化成Fe3+除去，采用空气鼓风的方法

Cd、Co等杂质加入锌粉，考虑到空气搅拌会使锌粉氧化损进行搅拌，而静液过程中为了除去Cu、

失，因此静液过程中采用的是机械搅拌。

6. 锌焙砂中性浸出净化时，锌粉置换铜镉的原理是什么,影响锌粉置换反应的因素有哪些, 答:锌粉置换除铜、镉采用多段锌粉置换法在锌粉表面上进行的多相反应过程，，影响锌粉置换除铜、镉的因素有:锌粉的质量和用量、搅拌速度、置换温度、中静液成分和添加剂。

7. 锡精矿的焙烧方法有那几种,分析各自的优缺点。

答:氧化焙烧: 常用于高品位锡精矿的脱硫，也用于将精矿中的有害杂质硫化物转化为可溶性的氧化物。

氯化焙烧: 成本高，一般用于处理含锡低、与高价值金属共存的矿料。

氧化还原焙烧: 是针对矿料中的某一物质的化合加而言的，常用与处理高砷焍精矿。五、论述题

1(说明硫化锌溶液精矿氧压浸出的原理及其特点。

答:硫化锌精矿氧压技术的特点是:锌精矿不经焙烧直接加入压力釜中，在一定的温度和氧分压条件下直接酸浸获得硫酸锌溶液，原料中的硫、铅、铁等则留在渣中，分离后的渣经浮选、热滤，回收元素硫、硫化物残渣及尾矿，进入硫酸锌溶液中的部分经铁中和沉铁后进入后续工序处理。

该工艺浸出效率高，对高铁闪锌矿和含铅的锌精矿适应性强，与常规湿法锌炼方法相比，物需建设配套的焙烧车间和酸厂，有利于环境的治理;尤其是对于成品硫酸外运交通困难地区的情况，氧压浸出工艺更显优势，产出的元素硫便于储存盒运输。

六、计算题

1(在锌电积过程中，槽电压和电流效率均随电流密度变化，根据下表

-2D/A.m E/V η/% i

100 2.5 80

200 2.7 90

500 3.0 94

1000 3.5 96

(1)根据表中的电流密度，分别计算锌电积德电能消耗。(锌的电电化学当量值q为1.2195g/(A.h))

(2)为了使锌电积的成本最低，应如何选择电积过程的电流密度,

3(1)η=2.5*1000/(1.2195*80%)=2.56*10 kw.h/t 1

3η=2.7*1000/(1.2195*90%)=2.46*10 kw.h/t 2

3 kw.h/t η =3.0*1000/(1.2195*94%)=2.62*103

3η =3.5*1000/(1.2195*96%)=2.99*10 kw.h/t 4

2(2)为使锌点积的成本最低，应选择电流密度为200A/m。

重金属冶金学重点

名词解释 1．重金属重金属是指铜、铅、锌、镍、钴、锡、锑、汞、镉和铋等金属，他们的共同点是密度均在6g/cm3左右。 2．火法冶金火法冶金是指利用高温从矿石中提取金属或其化合物的所有冶金过程的总称。火法冶金一般分矿石准备、冶炼、精炼和烟气处理等步骤。 3. 氯化焙烧氯化焙烧是指在矿料中加入氯化剂，使矿料中的某些物质形成可溶性或挥发性的氯化物，以达到使其与目标物质相分离的目的。 4. 锌焙砂中性浸出由于锌矿物中不同程度的含有铁杂质，浸出过程中不可避免有铁的浸出，为了得到铁含量尽可能低的硫酸锌浸出液，可控制浸出的终点pH值在5.2~5.4之间，使进入溶液的铁水解进渣，因浸出终点溶液接近中性，故称为中性浸出。 5. 电冶金利用电能从矿石或其他原料中提取、回收和精炼金属的冶金过程。 6.氧化焙烧氧化焙烧是在氧化气氛中，矿料中硫化物在高温度下与氧反应，使精矿中的硫、砷等转化为挥发性的氧化物，从精矿中除去。 7. 闪速熔炼闪速熔炼是将经过深度脱水的粉状精矿，在喷嘴中与空气或氧气混合后，以高速度从反应塔顶部喷入高温反应塔内进行熔炼的方法。 8.熔池熔炼是在气体-液体-固体三相形成的卷流运动中进行化学反应和熔化过程。液-气流卷流运动裹携着从熔池面浸没下来的炉料，形成了液-气-固三相流，在三相流内发生剧烈的氧化脱硫与造渣反应，使三相流区成为热量集中的高温区域，高温与反应产生的气体又加剧了三相流的形成与搅动。类型分为：（a）垂直吹炼（b）侧吹式吹炼 9. 造锍熔炼利用空气中的氧，将冰铜中的铁和硫几乎全部氧化除去，同时除去部分杂质，以得到粗铜。 10.水淬渣是水淬碱性铁炉渣的简称，是一种表面粗糙多孔质地轻脆，容易破碎的粒状渣。 11.渣型（决定渣的粘度、熔点、比重、表面张力、比热、熔化热、电导等）填空题 1. 有色金属分为轻金属、重金属、贵金属和稀有金属四大类。 2. 火法练锌包括焙烧、还原蒸馏和精炼三个主要过程。 3. 根据还原蒸馏法炼锌或湿法炼锌对焙砂的要求不同，沸腾焙烧分别采用高温氧化焙烧和低温部分硫酸化焙烧两种不同的操作。 4．火法炼铅方法可分为氧化还原熔炼法、反应熔炼法和沉淀熔炼法三类。 5. 湿法炼锌包括焙烧、浸出、净化和电积四个主要过程 6.有色金属的分类： ⑴轻金属⑵重金属⑶贵金属⑷稀有金属现代工业上习惯把金属分为黑色金属和有色金属两大类。 7.冶炼铜的方法：

重金属污染治理研究现状及进展

https://www.360docs.net/doc/c71581380.html, Research Progress on Control of Water Environment Contaminated by Heavy Metals Xu Haisheng1 Zhao Yuanfeng2 (1. Institute of life science and technology, Dalian Fisheries University, Dalian116023; 2. Key Laboratory of Mariculture and Biotechnology, Ministry of Agriculture, Dalian 116023, China) Abstract: Some treatment methods for heavy metal wastewater are summarized in this paper, which are mainly based on the physical, chemical, Physical chemistry treatment, Biological treatment. The technology applications of bioengineering for wastewater reuse treatment are also summarized. It indicates that the comprehensive utilization and innocuous treatment of heavy metal wastewater become the main trend for the heavy metal contamination. Key Words: heavy metal contamination; treatment methods; comprehensive utilization; innocuous Preface Trace metals such as cadmium (C d), chromium (Cr), copper (Cu), lead (P b) and zinc (Zn) are classified as priority pollutants.Human living environment had polluted by industrial sewage, cultivate wastewater and electroplate heavy metal of wastewater, and becoming more and more serious [1]. Heavy metal pollution has persistence and accumulation, can transfer along food chain and enrichment, endangering human body and other organism in any way. Take place caused by Hg pollution " minamata disease " and " itai itai disease " incident caused by C d pollution in Japan, A growing concern among heavy metal pollution control from domestic and international environmentalist extremely [2-4]. 1 Wastewater of heavy metal treatment methods The treatment method of heavy metal, up till now, have already developed a lot of heavy metal pollution control technology in the wastewater, generally adopt: (1) Physical treatment; (2) Chemical treatment; (3) Physical chemistry treatment; (4) Biological treatment. 1.1 Physical treatment Physics method is used physics function to separate the suspending polluter from wastewater, change chemical property of material in the course of dealing with, such as electroplate degreasing, evaporation of wastewater is recycled, etc.. Physics method is regard as other treatment a link of method, seldom use alone in electroplate craft, Physics method including adsorption method, floatation, etc.. 1.1.1 Adsorption method The adsorption method is used for removing the micro- pollutant in the wastewater, to achieve the purpose of depth purifies. Mainly utilize solid absorbent physical absorption and chemistry to absorb performance, get rid of the course of many kinds of pollutant in wastewater. Polyethylene silica gel-polyethylene amine composite has important practical value in the absorbent material of the artificial synthesis. It has offered the prospect for the fact that economy

土壤重金属污染现状

土壤重金属污染现状摘要: 重金属作为一种持久性污染物已越来越多地被关注和重视. 重金属矿山的开采利用是造成当今世界重金属污染的主要原因,并已经严重威胁和影响人类的生存和发展.本文从我国重金属的利用入手,总结了我国近几年重金属污染的现状,分析了重金属污染物进入环境介质的途径和方式. 为促进我国矿业开发与环境的可持续发展和和谐发展,对重金属资源的合理开发利用提出措施和建议. 关键词: 重金属; 利用; 重金属污染引言所谓重金属污染,是指由重金属及其化合物引起的环境污染. 重金属矿山的开采及其产品的利用是重金属污染的重灾区,也是全球重金属污染的源头所在,对于矿山环境,重金属污染的主要危害对象是农作物和人. 其主要原因在于重金属被排入环境后具有永久性,且有明显的累积效应.随着人们对金属矿产品的需求量的不断增大,由此引发的环境问题日趋严重,重金属污染就是其中最为典型的一个. 以云南铅锌矿为例,云南拥有国内储量最大的兰坪铅锌矿和国内品位最富的会泽铅锌矿,它的开采量日益增大,产生的环境问题也随之日益增多,由于云南铅锌矿山布局分散,规模偏小,工艺技术落后,装备水平低,并且有相当一部分乡镇和个体私营企业没有专门的尾矿坝,尾矿、废水随意排放,加之由于当地开发无序,滥采滥挖,环保投入不足,导致矿山特别是铅锌矿山老化,品位下降,开采难度增大,造成了一定的环境污染,并使得生态环境的修复、改造和维护难以进行。一土壤重金属污染的定义重金属系指密度4.0以上约60种元素或密度在5.0以上的45种元素。但是由于不同的重金属在土壤中的毒性差别很大，所以在环境科学中人们通常关注锌、铜、钴、镍、锡、钒、汞、镉、铅、铬、钴等。砷、硒是非金属，但是它的毒性及某些性质与重金属相似，所以将砷、硒列入重金属污染物范围内。由于土壤中铁和锰含量较高，因而一般不太注意它们的污染问题，但在强还原条件下，铁和锰所引起的毒害亦应引起足够的重视。土壤重金属污染是指由于人类活动将重金属带入到土壤中，致使土壤中重金

重金属

金属的分类： 1.（1）黑色金属（2）有色金属：轻金属、重金属、贵金属、稀有金属、半金属）重金属：Cu、Pb、Zn、Ni、Co、Sn、Hg、Sb 2.重金属的冶炼方法：火法、湿法、电冶金 3.湿法冶金的主要流程：浸出、分离、净化、提取。 3.有色金属冶金面临的问题：1、高效的方法 2、节能 3、降耗 4、减排二次资源又称再生资源铜冶金 1.（1）火法炼铜——硫化铜矿的各种铜精矿废杂铜（2）湿法炼铜——氧化铜矿、低品位废矿、难选复合矿 2.火法炼铜处理：硫化铜矿湿法炼铜处理氧化铜矿、造锍熔炼、铜锍吹炼、粗铜的精炼（火法精炼、电解精炼） 3.造锍熔炼的主要反应及反应式：（1）高价硫化物的热分解反 2FeS2(s)→2FeS(s)+S2(g) 2CuFeS2(s)→Cu2S(s)+2FeS(s)+1/2S2(g) S2(g)+2O2(g)＝2SO2(g) （2）硫化物氧化反应 2CuFeS2+5/2O2=(Cu2S·FeS)+FeO+2SO2 2FeS2+11/2O2=Fe2O3+4SO2 3FeS2+8O2=Fe3O4+6SO2 2CuS+O2=Cu2S+SO2 （3）交互反应(造锍反应) FeS(I)+Cu2O(I)=FeO(I)+Cu2S(I) （4）造渣反应 2FeO(I)+SiO2(S)=(2FeO·SiO2)(l) 4.铜锍（冰铜）的组成：铜锍是重金属硫化物的共熔体。以Cu2S、FeS为主 5. 铜锍吹炼过程中Fe3O4有何危害？怎样抑制其形成？（1）Fe3O4危害：（2）控制Fe3O4的措施和途径： 1）适当提高吹炼温度。 2）保持渣中一定的SiO2含量。 3）勤放渣。 4） 6.铜的造锍熔炼过程中Fe3O4有何危害？生产实践中采用哪些有效措施抑制Fe3O4的形成？（1）Fe3O4危害：

浅谈我国土壤重金属污染现状及修复技术

浅谈我国土壤重金属污染现状及修复技术土壤是一个开放的缓冲动力学系统，承载着环境中50%～90%的污染负荷[1-2]。随着矿产资源开发、冶炼、加工企业等规模的扩大以及农业生产中农药、化肥、饲料等用量的增加和不合理的使用，致使土壤中重金属含量逐年累积，明显高于其背景值，造成生态破坏和环境质量恶化，对农业环境和人体健康构成严重威胁。重金属在土壤中移动性差、滞留时间长、难降解，可以通过生物富集作用和生物放大作用进入到农牧产品中[3]，从而影响产出物的生长、产量和品质，潜在威胁人体健康[4]。本文对我国土壤重金属污染现状进行了简要分析，概述了土壤中重金属的来源，简单介绍了物理修复、化学修复和生物修复技术在土壤重金属污染修复方面的研究进展，以期为土壤重金属污染修复提供参考。 1我国土壤重金属污染现状随着矿山开采、冶炼、电镀以及制革行业的蓬勃发展，一些企业盲目追逐经济利益，轻视环境保护，再加上农药、化肥、地膜、饲料添加剂等的大量使用，我国土壤中Pb、Cd、Zn等重金属的污染状况日益严重，污染面积逐年扩大，危害人类和动物的生命健康。据报道，2008年以来，全国已发生100余起重大污染事故，其中Pb、Cd、As等重金属污染事故达30多起。据2014年国家环境保护部和国土资源部发布的全国土壤污染状况调查公报显示，全国土壤环境总状况体不容乐观，部分地区土壤污染较重，耕地土壤环境质量堪忧，工矿业废弃地土壤环境问题突出。全国土壤总的点位超标率为16.1%，其中轻微、轻度、中度和重度污染点位比例分别为11.2%、2.3%、1.5%和1.1%。据农业部对我国24个省市、320个重点污染区约548 万hm2土壤调查结果显示，污染超标的大田农作物种植面积为60万hm2，其中重金属含量超标的农产品产量与面积约占污染物超标农产品总量与总面积的80%以上，尤

我国重金属污染研究现状

我国重金属污染研究现状摘要：随着经济全球化的迅速发展，含重金属的污染物进入生态环境，对人类的健康带来了严重威胁，我国重金属污染突显，国内在重金属污染研究领域也展开研究，本文描述了我国在重金属污染研究中的具体采样、测定、评价方法，以及这些方法在我国的应用。关键词：重金属污染；重金属污染物采样、重金属含量测定、污染评价前言重金属污染时指由重金属及其化合物引起的环境污染，重金属污染在环境中难以降解，能在动物和植物体内积累，通过食物链逐步富集，浓度成千上万甚至上百万倍的增加，最后进入人体造成危害，是危害人类最大的污染物之一。国际上，许多废弃物都因含有重金属元素被列到国家危险废物名录，近些年随着我国工农业生产的快速发展，我国出现了重金属污染频发、常发的状况。2008年，我国相继发生了贵州独山县、湖南辰溪县、广西河池、云南阳宗海、河南大沙河等5起砷污染事件，2009年环保部共接报陕西凤翔等十二起重金属、类金属污染事件。这些事件致使四千零三十五人血铅超标、一百八十二人镉超标，引发三十二起群体性事件。由于重金属污染事件在我国频繁发生，使得我国开始重视重金属污染的研究。重金属污染物是一类典型的优先控制污染物。环境中的重金属污染与危害决定于重金属在环境中的含量分布、化学特征、环境化学行为、迁移转化及重金属对生物的毒性。人类活动极大的加速了重金属的生物地球化学循环，使环境系统中的重金属呈增加趋势，加大了重金属对人类的健康风险，当进入环境中的重金属容量超过其在环境中的容量时，即导致重金属污染的产生，重金属污染物为持久性污染物，一旦进入环境，就将在环境中持久存留。由于重金属对人类和生物可观察危害出现之前，其在环境中的累积过程已经发生，而且一旦发生危害，就很难加以消除。因此，在过去二十多年中人们就通过不同途径引入重金属对生态环境的污染做了广泛研究。

络合态重金属解决方案

含EDTA的重金属废水解决方案重金属废水主要来自矿山排水、有色金属冶炼厂除尘排水、有色金属加工厂酸洗水、电镀厂镀件洗涤水、钢铁厂酸洗排水，以及电解、农药、医药、烟草、油漆、颜料等工业生产。废水中的重金属并不是以单一的重金属离子形式存在，而是与一些络合物（如EDTA, DTPA, NTA)结合在一起。EDTA (乙二胺四乙酸)是螯合剂的代表性物质，此外，EDTA对土壤重金属的去除效果明显高于等量的水和阳离子表面活性剂，是目前应用最普遍的重金属污染土壤的修复剂，但这些含EDTA的重金属萃取液将会进入水体.由于 EDTA的强络合性和难生物降解性，在水体中易与碱金属、稀土元素和过渡金属等形成稳定的络合物，成为重金属离子很好的保护伞，増加了处理含 EDTA的重金属废水的难度。重金属去除剂具有在相对低的pH条件下使金属高度分离、形成的金属螯合物易于脱水和稳定等特点。因此，用重金属去除剂去除废水中溶解性重金属离子是一种有效的方法。传统的工业处理方法是往废水中添加碱（一般是氢氧化钙、石灰石、生石灰等）提高其PH值，使镍离子、铜离子等重金属离子生成难溶性的氢氧化物沉淀，从而降低废水中重金属离子含量而达到国家规定的排放标准。但是此种方法也存在较大的弊端：1、产生较大两的污泥，密度低，含水率高，污泥处置费用较为昂贵；2、还有些金属氢氧化物沉淀是两性的，在弱酸性或者其他条件下，沉淀会溶解，重金属再次进入废水中；3、有些有机重金属废水含有大量的螯合物、络合剂、配合物等大分子有机物，这些络合剂与重金属螯合形成的物质很稳定，抑制金属氢氧化物沉淀的形成。河北美星环保科技有限公司研发出第三代重金属去除剂产品，其具有以下特点：1、重金属去除剂能够处理EDTA重金属废水中的重金属离子.在没有EDTA 的条件下， Cd2+ ,Cu2+和Pb2+的去除率达到100%,而Zn2+的除率则比较低。 2、随着c(EDTA)的增加，废水中重金属离子的去除率下降;随着重金属去除剂的增加，废水中重金属离子的去除率上升.在相同重金属去除剂用量条件下，对废水中Cd2+，Cu2+和Pb2+的去除率Zn 高。 3、EDTA能够有效地萃取尾矿砂中的重金属，特别是对Cd和Pb具有很高的萃取率.工程实例进一步表明,重金属去除

农田重金属污染现状

农田重金属污染现状 Document serial number【UU89WT-UU98YT-UU8CB-UUUT-UUT108】

土壤重金属污染现状及其治理进展

土壤重金属污染现状及其治理进展摘要：土壤作为人类赖以生存的关键资源，在人类的生产生活中占据着至关重要的位置。然而，现阶段我国土壤重金属污染问题日渐严重，引起社会各界的广泛关注。毋庸置疑，土壤重金属污染一方面严重影响农作物的正常产量，另一方面对人类的身体健康造成了严重的威胁。因此，怎样合理治理土壤重金属污染问题成为当前重点研究的对象。本文针对现阶段我国土壤重金属污染现状加以分析，并提出相应的解决策略，希望能够保护我国土壤资源的良性发展。关键词：土壤；重金属污染；污染现状；治理方法 1、何为重金属污染重金属污染指由重金属或其化合物造成的环境污染。重金属指比重大于 5 的金属，（一般指密度大于 4.5 克每立方厘米的金属），约有 45 种，如铜、铅、锌、铁、钴、镍、钒、铌、钽、钛、锰、镉、汞、钨、钼、金、银等。尽管锰、铜、锌等重金属是生命活动所需要的微量元素，但是大部分重金属如汞、铅、镉等并非生命活动所必须，而且所有重金属超过一定浓度都对人体有毒，汞，镉，铅，砷，铬称为“五毒”元素，含有汞、镉、铬、铅及砷等生物毒性显著的重金属元素及其化合物对环境的污染较大。 2 重金属污染的特点 2.1重金属污染的特点重金属产生毒性的浓度范围较低；一般情况下，重金属不能被微生物降解，只能发生形态的转化；毒性与存在的形态和价态有关；重金属污染多为复合污染，来源较为复杂，常以无机和有机混合物的形式进入环境，同时含有多种金属，共同产生一定的协同作用或拮抗作用，对生物和生态系统产生影响；重金属通过食物链进行生物放大，进入人体，对人体产生慢性中毒。 2.2 重金属污染在土壤中的特点在土壤环境中重金属污染特点可以分为两部分：一是土壤环境中重金属自身的特点，二是区别与水体和大气等介质中的特点。重金属在土壤中形态变换较为复杂，多为过渡元素，有着较多的价态变化，且随环境 Eh，pH 配位体[2]的不同呈现不同的价态、化合态和结合态，毒性与价态和化合物的种类有关，有机态比无机态的毒性大；重金属在土壤环境不易被察觉，不会降解和消除，迁移转化形式多样化，分布呈区域性；在生物体内积累和富集，在人体内呈慢性毒性过程。 3土壤重金属污染的现状根据相关调查研究表明，现阶段我国约有近 20% 的土地已经受到了严重的重金属污染，其总计面积约为 0.11 亿 km2，其将引起的后果不堪设想。不仅如此，我国农业粮食产量正在以每年一千万吨产量的速度持续锐减，遭受重金属污染的粮食产量达到了上千万吨，直接导致经济损失达到 200 亿余元。土壤重金属污染详细的表现如下： 3.1土壤重金属污染呈现区域性分布根据可靠数据调查表明，我国土壤重金属污染总体呈现区域性分布的现象。其中，我国的东、中、西部地区由于区域不同，污染程度存在一定的差异性，以中部地区污染较为严重，东部与西部地区的污染相对较弱。究其原因在于，中部地区的煤炭矿区与金属矿区较多，其开采过程中导致土壤受到重金属的污染。

(完整版)重金属冶金习题一答案

一、请用框图形式画出火法炼铜的原理流程图，并说明目前世界上铜冶炼的主要方法有哪些？答：（1）炼铜方法主要分为火法和湿法两种。火法炼铜主要有闪速熔炼和熔池熔炼两种，其中闪速熔炼包括奥托昆普和印柯两种，熔池熔炼包括反射炉熔炼法、电炉熔炼法、诺兰达法、白银法、三菱法、瓦纽柯夫法等。（2）火法炼铜的原理图见教科书P7中图1-3。（3）目前世界上的精铜主要是用火法熔炼方法生产的。二、利用以下相图，分析常规造锍熔炼的特点及其合理性，并说明连续连铜的原理、存在困难及克服困难的措施。答：（1）在普通空气下进行铜熔炼时，烟气中SO2分压约为10.1KPa，图中用ABCD直线来表示造锍熔炼-铜锍吹炼-粗铜精炼的全程路径。 A点：表示造锍熔炼刚开始（品位为零），体系氧势较低，约为lgPO2=-3.4Pa，硫势较高，约为3.2Pa。 B点：随体系氧势的升高，体系的硫势降低，锍的品位升高，到了B点处，lgPO2=-2.8Pa，lgPS2=2.3Pa，品位达70%Cu。 C点：lgPO2=-1.5Pa，lgPS2=0.7Pa，相当于铜锍吹炼第二周期（造铜期）开始，此时，Cu、锍、炉渣、炉气四相平衡共存，自由度为零，稍稍超过C点，则渣相和Cu2S相消失。 C点以后，继续升高氧势从C到D时，铜液中残存的硫继续氧化，相当于进入粗铜精炼阶段，直到产出阳极铜。（2）AB段相当于造锍熔炼阶段，体系的氧势升高幅度不大，但体系氧势升高幅度很大。品位在0～70%左右，体系中PSO2一定，PO2、P S2、αFe3O4和αCu2O的值变化都不太大，αFe3O4<0.1，αCu2O<10-3。 BC段相当于铜锍吹炼阶段，锍品位升高幅度不大，但体系氧势升高副大很大（约100倍），特别是当锍变到白锍（Cu2S）的C点附近时，αFe3O4趋近于1，αCu2O急剧升到10-1左右，即渣中Cu2O的数量大大增高。但当αFeO<0.35（T=1573K）时，还不会析出Fe3O4，不会造成困难。但由于st线随αFeO增大和T减小而下移，故应加溶剂造渣使αFeO下降总之，在常规的造锍熔炼条件（AB线段）下，即冰铜品位低于70%，αFe3O4（0.1～0.3）和αCu2O（10-3）较低时，终止熔炼过程的继续进行，分别放出冰铜和炉渣，就可避免大量Fe3O4和Cu2O的产出所造成的问题,是合理的。（3）连续炼铜原理：使焙烧、熔炼、吹炼在一炉内进行，从而得到产物粗铜。理论上相当于图中的C点。连续炼铜困难：①为防Fe3O4析出，温度应大于1300℃，αFeO<0.37或PO2<0.1atm，但难实现；②当品位>70%时，渣含铜急剧上升。克服困难措施：①在高氧位下与金属Cu相接触的渣量不多的情况下进行，如三菱法； ②在一台炉中进行时，炉中分为不同的氧位区，冰铜-金属相流向高氧位区，而渣相逆向流向低氧位区。

土壤中重金属污染的现状研究

龙源期刊网 https://www.360docs.net/doc/c71581380.html, 土壤中重金属污染的现状研究作者：董续郎朗来源：《科学与财富》2016年第05期摘要：土壤中重金属污染存在着巨大的环境风险。城市环境中的土壤重金属污染已经成为普遍关注的环境问题。本文针对重金属污染的特点与来源，以及各国对土壤中重金属污染的现状进行研究，阐述了土壤重金属污染不同的危害，包含改变土壤性质的直接危害以及对空气环境和水环境的污染的间接危害，最重要的是这些危害导致对人类健康生活的影响。加强社会各界对土壤中重金属元素污染的认识，以推动对土壤中重金属污染的重视及研究。关键词：土壤；城市：污染；重金属元素土壤中的重金属污染已经成为当今环境科学中重要的研究内容，尤其是城市的土壤重金属污染越来越多的被人们关注。城市作为人们生活和生产高度聚集的场所，人口相对集中，种种人类活动都非常容易造成城市的污染。本文针对土壤重金属污染的来源及危害加以阐述，增加读者对土壤污染的重视。 1 土壤重金属污染概况重金属指的是密度大于5.0g/cm3的45种化学元素，但是因为每一种重金属元素在土壤中的毒性区别很大，所以在环境科学中通常关注锌、铜、锡、钒、汞、镉、钴、镍、铅、铬、钴等。硒和砷两种非金属元素它们的毒性及某些性质与重金属相似，因此也将硒元素和砷元素列入重金属污染物的范围内[1]。由于土壤中本身含有的铁和锰含量较高，因而一般不太注意它们的污染问题，但在某些强还原条件下，铁和锰所引起的毒害却不能被忽视[2]。中国作为发展中国家，工业科学上的发展越来越重要，但是由此造成的污染也在加剧。城市作为人口密集的区域，汽车尾气的排放成为了土壤中重金属污染的主要来源。吴学丽[3]等人运用地累积指数法研究了沈阳地区浑河、细河及周边农田的土壤中重金属污染状况，发现这些地区土壤中汞元素和锌元素含量较高。兰砥中[4]等人研究湘南某铅锌矿区事故之后导致周围土壤的重金属污染情况，运用单因子指数和潜在生态风险指数评价土壤污染状况，发现该地区土壤中铅、锌、铜、镉等重金属污染严重，其中镉的污染指数最高。国外学者早在20世纪末就针对城市中土壤中重金属污染进行研究，在英国的几大城市中对土壤中的汞、铅等重金属元素进行调查，他们观察到这几个城市中的土壤重金属污染与英国的工业发展活动与周围居民区的繁荣与否有着直接的关系。世界各个国家正逐步开展城市中土壤中重金属污染的研究。在对葡萄牙、苏格兰、斯洛文尼亚、西班牙、意大利和瑞典这6个欧洲国家城市土壤中的重金属总浓度进行调查研究，发现葡萄牙地区中汞的浓度比苏格兰低，可能是由于燃煤发电和取暖导致的[5]。

如何治理水中的重金属污染

水中重金属污染治理办法重金属是指比重大于5的金属（一般来讲密度大于4.5克每立方厘米的金属），包括金、银、铜、铁、铅等，重金属在人体中累积达到一定程度，会造成慢性中毒。对什么是重金属，其实目前尚没有严格的统一定义，在环境污染方面所说的重金属主要是指汞（水银）、镉、铅、铬以及类金属砷等生物毒性显著的重元素。重金属具有高毒性、持久性、难降解性等特点已越来越受到国内外学者的关注。通过自然途径进入水体中的重金属一般不会对水体造成污染，但由于人类活动导致的大量含有重金属的污染物进入水环境中，不但造成重大的经济损失，而且对生态系统和人类健康产生重大影响。 1.我国水体重金属污染现状随着全球经济的迅速发展,重金属通过矿山开采、金属冶炼加工、化工废水的排放、农药化肥的滥用,生活垃圾的弃置等人为污染及地质侵蚀、风化等天然源的形式进入水中,而重金属污染又具有易被生物富集、并有生物放大效应、且毒性大等特点,因此水中的重金属污染不仅污染了水环境,也严重危害了人类及各类生物的生存。我国各大江河湖库普遍受到不同程度的重金属污染，其底质的污染率高达80.1％，而且已经开始影响到水体的质量。通过研究矿区地表水、浈水河、大沂河、黄河、香港河流、松花江、巢湖、太湖、红枫湖、南湖、黄浦江、钦州湾、胶州湾、长江、南黄海等水体中痕量金属含量及其变化，得到以下结论：(1)地表水受到重金属的复合污染，铅锌矿区水体中 Ph严重污染、Hg中度污染，Zn轻度污染。(2)受水环境条件影响，重金属主要赋存在悬浮物和沉积物中。一般悬浮颗粒物中重金属的含量比沉积物中高几倍，是水体溶解态重金属的几百倍。水体中污染物的含量很低，市区河段高于非市区河段。(3)湖泊支流中的含量普遍高于湖区，河口污染较严重。(4)水体中重金属含量与pH值有关，碱性条件易沉淀于底泥，酸性条件易释放。(5)长江口水体中重金属的含量：枯水期大于洪水期，底层大于表层，而且各种金属相关性较好，说明其来源相同。(6)南黄海表层海水中重金属含量比临近海湾海水低，高于外海，重金属分布：近岸海区大于中部地区。 (7)海水中重金属分布受径流、大气干湿沉降、pH、盐度和自身性质等复合因子控制，在局部海区某个因子起主要作用，Pb主要受大气沉降影响，Cd受盐度和pH 影响，Hg受海水中有机碳影响较多，As与沉积物再悬浮有关。(8)胶州湾东北部海域污染较为严重，西南部相对较轻；春夏季表层含量大于底层含量，秋季底层含量高于表层含量。 2.水中重金属污染治理办法随着重金属污染的日益加剧,水中重金属的去除和处理也变得迫在眉睫。水体

螯合剂种类总结及其在不同pH下的对金属离子的螯合能力比较

螯合剂的种类及其在不同pH值条件下螯合剂的螯合常数一、螯合剂与螯合物具有可供配位孤电子对的分子、原子或离子的化合物能够与具有空轨道的金属离子形成配位键，该化合物称为络合物，如能与配位金属离子形成环状结构的化合物称为螯合剂，形成的络合物称为螯合物。螯合剂中至少含有一对孤电子对，而金属离子必须有空的价电子轨道，孤电子对填充入金属离子空轨道，电子对属2个原子共享，形成配位键，中心金属离子空轨道杂化。不同的提供孤电子对的配位体分别与不同金属离子形成正四面体、正六面体、正八面体的螯合物。 1.类型 1.1无机类螯合剂聚磷酸盐螯合剂：主要是三聚磷酸钠（STPP）、六偏磷酸钠、焦磷酸钠为主，含磷酸基空间配位基团。特点：高温下会发生水解而分解，使螯合能力减弱或丧失。而且其螯合能力受pH值影响较大，一般只适合在碱性条件下作螯合剂。 1.2有机类螯合剂形态分析表明螯合剂提取的重金属主要来源于可交换态或酸溶态、还原态和氧化态。1.21羧酸型（1）氨基羧酸类：含羧基和胺（氨基）配位基团，如乙二胺四乙酸(EDTA)，氨基三乙酸(又称次氮基三乙酸NTA)，二亚乙基三胺五乙酸（DTPA）及其盐等。如：EDTA的4个酸和2个胺（—NRR′）的部分都可作为配体的齿，两个氮原子和四个氧原子可提供形成配位键的电子对。特点：络合能力强，络合稳定常数大，耐碱性好，但分散力弱且不易被生物降解。（2）羟基羧酸类含羟基、羧基配位基团这类羧酸主要是柠檬酸(CA)、酒石酸(TA)和葡萄糖酸(GA)。特点：可生物降解，在酸性条件下羟基与羧基不会离解为氧负离子，因而络合能力很弱，不适宜在酸性介质中应用。（3）羟氨基羧酸类这类酸用作螯合剂的典型代表是羟乙基乙二胺三乙酸(HEDTA)和二羟乙基甘氨酸

农田重金属污染现状

农田重金属污染现状及修复技术综述 [摘要] 重金属污染因具有毒性、易通过食物链在植物，动物和人体内累积，对生态环境和人体健康构成严重威胁。随着工业快速发展、农药及化肥的广泛使用，农田土壤重金属污染越来越严重，研究农田土壤重金属污染现状及修复技术对农产品安全具有重要意义。综合国内外农田土壤重金属污染状况，农田土壤重金属污染主要来源于固体废弃物堆放及处置、工业废物大气沉降、污水农灌和农用物质的不合理施用。该文综述了国内外有关农田重金属污染土壤修复技术（物理修复、化学修复、生物修复、农业生态和联合修复）的研究进展，并针对各种修复方法，阐述了其原理、修复条件、应用实例及其优缺点【关键词】农田土壤；重金属；污染；修复技术 1、重金属污染概述随着矿产资源的大量开发利用，工业生产的迅猛发展和各种化学产品、农药及化肥的广泛使用，含重金属的污染物通过各种途径进入环境，造成土壤，尤其是农田土壤重金属污染日益严重。目前，世界各国土壤存在不同程度的污染，全世界平均每年排放Hg约1.5×104t、Cu约340万t、Pb约500万t、Mn约1500万t、Ni约100万t[1]。在欧洲，受重金属污染的农田有数百万公顷[2]；在日本受Cd、Cu、As等污染的农田面积为7224 hm2[3]。当前我国受Cd、Hg、As、Cr、Pb污染的耕地面积约2000×104 hm2，每年因重金属污染而损失的粮食约1000×104t，受污染粮食多达1200×104t，经济损失至少达200×108元[4]。重金属污染物不能被化学或生物降解、易通过食物链途径在植物，动物和人体内积累、毒性大，对生态环境、食品安全和人体健康构成严重威胁[5]。因此，农田土壤重金属污染己成为当前日益严重的环境问题，其污染来源和修复技术也一直是国内外研究的热点和难点。了解农田重金属污染来源对重金属污染修复有着重要的指导意义。目前，重金属污染土壤的修复技术研究取得了长足发展，主要包括物理、化学、生物、农业生态和联合修复技术。本文综合了国内外农田重金属污染状况及来源，系统地介绍农田重金属污染土壤修复的不同技术，以及近年来国内外修复重金属污染农田土壤的一些重要案例，对农产品安全生产具有重要意义，同时为农田土壤重金属污染综合治理与修复提供。 2、我国农田重金属污染现状对我国8个城市农田土壤中Cr、Cu、Pb、Zn、Ni、Cd、Hg和As的浓度进行统计分析，大部分城市高于其土壤背景值 [6]。农业部农产品污染防治重点实验室对全国24个省市土地调查显示，320个严重污染区，约548×104 hm2，重金属超标的农产品占污染物超标农产品总面积的80%以上。2006年前，环境保护部对

重金属污染相关处理技术

重金属污染相关处理技术推荐的大气重金属污染治理技术如下：种类处理技术适用途径及原理含铅废气物理除尘：布袋过滤、静电除尘、气动脉冲除尘、文丘里管、湿式洗涤器（包括泡沫吸收塔、喷淋塔）用于较大铅尘的处理化学吸收：稀醋酸吸收、氢氧化钠吸收基于铅颗粒可溶于硝酸、醋酸和碱液而对铅烟尘中微细颗粒的铅蒸汽进行净化含铬废气干、湿两级组合旋风除尘器第一级旋风分离器主要收集粗颗粒的三氧化二铬干尘后，烟尘进入淋洗除尘器净化，淋洗液循环使用富集铬酸钠后进行回收

推荐的含重金属废水处理技术如下：种类处理技术适用途径及原理含铅废水化学沉淀法：氢氧化钠沉淀法、碳酸盐沉淀法利用铅化合物的溶度积原理进行废水中重金属铅的分离、处理的过程，主要针对废水中铅离子的处理离子交换树脂法离子交换树脂法对处理无机铅和有机铅都有效，一般用于二级或深度处理上，以保证达标排放或者回用吸附除铅法：活性炭、腐植酸煤采用不同性能的固体吸附剂，吸附水中的铅离子混凝过滤：投加无机絮凝剂并无烟煤～硅砂双层滤料（滤层厚各为400mm）或者硅砂滤料（滤层厚各为600～700mm）许多无机絮凝剂在水中形成的矾花絮体具有巨大的比表面积，对含铅废水的吸附去除作用较强

进行过滤含铬废水化学法：亚硫酸盐还原法、硫酸亚铁还原法、钡盐法、铁氧体法利用化学反应将铬去除离子交换法废水中的六价铬在接近中性条件下主要以CrO42— 存在，而在酸性条件下主要以Cr2O72－存在。由于废水中六价铬是以阴离子状态存在，因此，用OH 型阴离子交换树脂除去电解法采用铁板做阳极和阴极，在直流电作用下，铁阳极不断溶解，产生的亚铁离子，在酸性条件下将六价铬还原成三价铬随反应的进行，氢离子的浓度逐渐减少，pH值逐渐升高，溶液从酸性转变为碱性，使溶液中的Cr3＋生成氢氧化物沉淀集成膜分离集成膜分离法采用集成膜组件，截留有机物的分子

三种常见重金属的处理方法的比较

三种常见的处理方法的比较一、石灰中和法 1.1基本原理石灰中和反应法是在含重金属离子废水中投加消石灰C a( O H ) : , 使它和水中的重金属离子反应生成离子溶度积很小的重金属氢氧化物。通过投药量控制水中P H 值在一定范围内, 使水中重金属氢氧化物的离子浓度积大于其离子溶度积而析出重金属氢氧化物沉淀, 达到去除重金属离子, 净化废水的目的。将废水收集到废水均化调节池,通过耐腐蚀自吸泵将混合后的废水送至一次中和槽,并且在管路上投加硫酸亚铁溶液作为砷的共沉剂(添加量为Fe/As=10),同时投加石灰乳进行充分搅拌反应,搅拌反应时间为30 min,石灰乳投加量由pH 计自动控制,使一次中和槽出口溶液pH值为7.0;为了使二价铁氧化成三价铁,产生絮凝作用,在一次中和槽后设置氧化槽,进行曝气氧化,经氧化后的废水自流至二次中和槽,再投加石灰乳,石灰乳投加量由pH计自动控制,使二次中和槽出口溶pH值为9～11;在二次中和槽废水出口处投加3号凝聚剂(投加浓度为10 mg/L),处理废水自流至浓密机,进行絮凝、沉淀;上清液自流至澄清池,传统的石灰中和处理重金属废水流程如下：石灰一段中和及氢氧化钠二段中和时，各种重金属去除率随pH不同而沉淀效果不同，不同的金属的溶度积随PH不同而不同。同一PH所以对重金属的沉淀效果不一样，而废水中的重金属通常不只一种，根据重金属的含量在进水时把配合调到某金属在较低ph溶度积最高时对应的PH。加石灰乳进行中和反应，沉淀废水中的大部分金属。上清液进入下一个调节池，进入调节PH ，进入二次中和反应池，除去剩余的重金属离子。 1.2 石灰中和沉淀的优缺点采用石灰石作为中和剂有很强的适应性,还具有废水处理工艺流程短、设备简单石灰就地可取,价格低廉,废水处理费用很低,渣含水量较低并易于脱水等优点，但是,石灰中和处理废水后,生成的重金属氢氧化物———矾花,比重小,在强搅拌或输送时又易碎成小颗粒,所以它的沉降速度慢。往往会在沉降分离过程中随水流外溢,又使处理后的废水浊度升高,含重金属离子仍然超标。要求废水不含络合剂如C N 一、N H 。等, 否则水中的重金属离子就会和络合剂发生络合反应, 生成以重金属离子为中心离子以络合剂为配位体的复杂而又稳定的络离子, 使废水处理变得复杂和困难。已沉降的矾花中和渣泥的含水率极高(达99%以上),其过滤脱水性能又很差,加上组成复杂、含重金属品位又低,这给综合回收利用与处置带来了困难,甚至造成二次污染。此外，渣量大，不利于有价金属的回收，也易造成二次污染II。用石灰水处理的重金属废水。由于不同重金属与OH的结合在同一PH下不同,同一金属在不同PH下的溶度积不同。所以，用传统的石灰法处理重金属含量较多的复杂的废水，显然不行，首先某些重金属不能达标排放，其次，处理废水中含钙比较多。在冶炼厂，很难循环使用。二、硫化沉淀法

我国铅锌矿山土壤重金属污染综述及现状分析

Advances in Environmental Protection 环境保护前沿, 2014, 4, 187-194 Published Online October 2014 in Hans. https://www.360docs.net/doc/c71581380.html,/journal/aep https://www.360docs.net/doc/c71581380.html,/10.12677/aep.2014.45026 Analysis of Soil Heavy Metals Pollution and Its Present Situation around Lead-Zinc Mining Areas in China Pei Xu, Chao Wu School of Resources and Safety Engineering, Central South University, Changsha Email: 276534317@https://www.360docs.net/doc/c71581380.html, Received: Aug. 9th, 2014; revised: Sep. 10th, 2014; accepted: Sep. 22nd, 2014 Copyright ? 2014 by authors and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). https://www.360docs.net/doc/c71581380.html,/licenses/by/4.0/ Abstract We analyze the source of heavy metals soil pollution, its pollution character and the harm of pol-lution, and review the condition of heavy metal soil pollution in lead-zinc mining areas in recent years to propose some suggestions for pollution control. Keywords Lead-Zinc Mines, Soil, Heavy Metals Pollution 我国铅锌矿山土壤重金属污染综述及现状分析徐佩，吴超中南大学资源与安全工程学院，长沙 Email: 276534317@https://www.360docs.net/doc/c71581380.html, 收稿日期：2014年8月9日；修回日期：2014年9月10日；录用日期：2014年9月22日摘要综述了我国铅锌矿山土壤重金属污染来源、特点和危害，分析了近几年我国铅锌矿山土壤重金属污染状