九篇研究生学位论文摘要

硕士论文摘要（1）——适用于废弃尾矿库的化学稳定土技术研究

张岩（指导教师：吴超），答辩时间：2011年12月3日

  由于废弃的尾矿库表层移动性较强，结构稳定性极差，易发生“风扬”现象，同时尾砂也易被水冲走，发生水蚀现象。这不仅造成土壤、水体和大气环境的破坏，甚至对人们的健康和生活造成严重的影响。因此，本文基于废弃尾矿库开展化学稳定土技术研究显得非常有必要。

  本文通过广泛搜集、查阅相关文献和实地调查研究，对稳定土技术和尾矿库进行了系统地综述，同时提出了一些测定粉体材料稳固性的方法。结合现有的实验室条件，开发研制了新型的复合添加剂，并测定了其对土体的稳固作用。本论文的主要研究内容和结论如下：

（1）探讨了我国废弃尾矿库的现状和化学稳定土技术的研究进展情况，并结合某一废弃尾矿库开展了相关的调研工作。这为今后更好地对适用于废弃尾矿库的化学稳定土技术进行研究提供了一定的理论参考。

（2）提出了各种测定土体稳固性的方法:无侧限抗压强度、间接抗拉强度（抗劈裂）、抗水蚀、筛析法及微观分析等。从定性上升到定量对土体的稳固性进行了表征。综合各方法的优劣和实验室的条件确定了有效衡量土体稳固性的试验方案。

（3）根据合适的原料及恰当的配比，研究了多种化学添加剂的综合使用效果。最后确定了3种复合型添加剂：海藻酸钠+氯化钙；聚丙烯酰胺+硅酸钠+硫酸铝；羧甲基纤维素钠+硅酸钠+草酸。

（4）运用正交设计，将3种复合添加剂掺到土体中并形成243个标准试件，通过分析试件养护14天的无侧限抗压强度、水稳定性及间接抗拉强度三项指标，最终得到它们的最佳配合比分别为：A₂B₂、A₂B₂C₃、A₃B₃。

（5）将最优配比的复合添加剂与尾矿土进行混合，研究其培养3、7、14、28天的无侧限抗压强度。结果表明：一个月内，形成的稳定土结构随着时间的推移强度越来越大；其中复合添加剂—2的稳固效果最为明显，其次是复合添加剂—1，喷水效果最差；掺有普通土料的尾矿土的稳固效果高于单一的尾矿土。同时利用筛析法及扫描电镜分析了分别掺有3种复合添加剂和水的土料粒径的变化情况。

（6）利用经济分析法对3种复合添加剂和水的效益成本进行了经济分析。不论是从效果还是成本上考虑，复合添加剂—2都是稳固土体的最佳选择。最后探讨了化学稳定土的稳定固化机理，使人们对化学稳定土技术有了更深刻的了解。

 

硕士论文摘要（2）——粉尘漆面粘附的微观分析及轿车表面保洁实验研究

牛心悦（指导教师：吴超），答辩时间：2011年12月3日

  现代化建设日益加快，人们生活水平不断地提高，对社会整体品质的要求也在不断的提高，美观、舒适、环保、健康更是人们不断追求的目标，但是随着经济的高速发展、利益的驱使、工业化的提速，环境问题日益突出，粉尘污染更是日益严峻。粉尘不但对人们的身体产生危害，而且很容易粘附在物体表面。环顾四周，目所能及之处物体并非裸露，大多被涂上了一层保护质，这种保护质就是我们所熟悉的涂料。为了保持物体表面清洁就要对其进行清洗，这样难免会浪费大量的人力、物力、财力，并且物体表面经摩擦也会产生划痕失去光泽。

  作者对漆面材料表面保洁技术领域的相关文献进行了大量的检索，发现关于漆面材料表面保洁技术的研究并不多，大多是研究玻璃、PVC管材等表面的保洁实验技术研究，制备超疏水涂层及其他表面改性技术等，但是有些涂层并不适用于漆面。本文根据表面物理化学和涂层等理论，使用光学显微镜系统对漆面材料表面粉尘进行分析和研究，主要研究内容和结论如下：

1.根据物体表面能原理，物体的分子结构决定物体的物理化学性质，对物体表面粘尘机理进行了阐述。又根据任何物体都有维持自身能量平衡的方式的能量守恒原理，对影响物体表面粉尘的粘附力进行分析。

2. 为保持物体表面清洁即要对物体进行表面改性降低物体的表面能，改变物体的表面粗糙度或化学组分。涂有纳米材料的表面耐沾污性强且涂有纳米SiO₂的漆表面比涂有纳米TiO₂的漆表面耐沾污性好，但耐沾污性要一定的时间后才能表现出来。

3.物体表面粘附的粉尘因物体表面受到的气流压力、表面倾角以及表面清洁程度的不同而不同。低压区粘附的粉尘粒径较小，高压区粘附粉尘粒径较大。表面倾角越大，洁净度越高，反之越低。且表面越清洁粘附的粉尘越少，粉尘粒度越小，并用单因素方差分析法分析验证。

4.用各种表面活性剂进行实验，不同浓度的同种表面活性剂对漆面粘附粉尘的影响不同，亲水性、疏水性以及氟表面活性剂三者相比疏水性表面活性剂粘附粉尘相对较少，但经流水冲刷后涂有亲水性表面活性剂的表面清洁度变化率较大。由于粉尘的特有性质，粉尘会在物体表面凝并，粉尘颗粒会随时间的推移不断增大，但受到一定强度的外力作用时，大颗粒又会分解成多个小颗粒。在同一种表面活性剂中加入无机物时，浓度低的表面活性剂保洁效果好。在同一浓度的SDBS中加入NaCl和NH₄Cl表面粘附粉尘粒径变化不大。

5.对影响粉尘粘附的因素进行分析，得出空气湿度较大时粉尘不易飞扬，表面粘附粉尘粒径较小，当气候干燥时，由于静电力等作用，粉尘易粘附。但观测时间的长短对表面粘附粉尘粒径的大小的影响比湿度的影响大。

 

硕士论文摘要（3）——基于安全混沌学思想的安全系统管理研究

杨冕（指导教师：吴超），答辩时间：2011年12月3日

  安全系统是安全科学的核心，是事故发生的场所，是安全管理的对象。对安全系统微观机理的认识是开展一切安全工作的前提，但当前国内外同行在这一方面普遍处于认识盲区，因此加快安全系统管理基础理论的研究步伐意义重大。

  本论文在对安全科学发展状况研究的基础上，详尽剖析了安全科学基础理论研究的重要性，进而论证了创建安全混沌学的可行性，依据安全混沌学中的安全系统思想，提出了安全系统管理的新方法。主要研究内容和成果如下：

(1)细致分析了安全科学的发展历程、学科体系、相关关系，指出了安全科学研究中存在的问题，论述了开展纯安全科学研究的重要性，并通过安全科学学五大公理引述安全混沌学的可行性，指明了安全混沌学在发展安全科学中的作用。

(2)将混沌科学中的现代化知识运用到安全科学的理论与实践中；提出了安全混沌学的定义，并分析其内涵，构建了安全混沌学的理论分支体系，依据大量应用实例探讨了混沌理论在安全科学中的应用，进一步综合论证了创建安全混沌学的重要性。

(3) 深化对安全系统运行机制的认识。即，安全系统是具备混沌属性的复杂系统，以耗散结构形式存在，内部存在涨落，系统内人、机、环三要素协同作用，对系统中的涨落产生影响，同时导致事故以突变形式产生，事故可被看作是安全系统中扰动放大导致系统局部失稳的结果。

(4)在安全混沌学思想的指导下，提出了以安全系统熵理论、新管理疏忽危险树为代表的安全系统管理基础理论，并从安全科学方法学的角度探讨了安全系统管理中行为安全管理的研究方法。

(5)开展安全混沌学思想下的安全系统管理的研究工作是安全科学发展的大势所趋，有利于深化安全系统本质规律认识，有利于发展传统安全观、革新安全学原理，特别是有利于指引安全管理的方向、优化安全管理的方法。

 

硕士论文摘要（4）——金属尾矿库环境风险评价体系构建研究

何仔颖（指导教师：吴超），答辩时间：2011年12月3日

  金属尾矿的成分复杂，不但含有各种重金属，而且含有硫化物、氯化物、氰化物等金属矿物加工过程中残存的选矿药剂。如果一旦尾矿库发生裂缝、渗漏、沉陷、滑坡和溃坝等事故，会污染农田、引起农作物和地下水重金属含量增加、破坏区域生态系统、危害人类健康等。因此，建立一套金属尾矿库环境风险评价体系对于实现金属尾矿库环境风险评价的定量化和标准化表达，以及减少对人类健康和环境的危害具有十分重要的意义，可以为金属尾矿库环境污染预防监测控制、生态环境治理修复提供理论基础和科学依据。

  本文通过对环境风险评价理论和技术的研究，结合金属尾矿库环境污染特点，从急性污染事故风险和健康风险两个方面建立了金属尾矿库环境风险评价体系。主要研究内容和成果如下：

（1）从尾矿排放现状出发，通过统计资料表明，世界矿山尾矿的排放和堆存现象己经相当严重。分析了我国尾矿库的安全现状和存在的环境问题。阐述了环境风险评价的相关概念和与环境影响评价、安全评价的区别。对尾矿库环境风险评价国内外研究现状进行了较为深入的分析。

（2）结合金属尾矿库环境污染特点，在分析尾矿库污染事故的基础上，从急性污染事故风险和长期低浓度排放健康风险两个方面建立了金属尾矿库环境风险评价体系，详细解析了评价的具体内容和方法，提出了相应的评价标准和风险管理措施。其中，金属尾矿库急性污染事故风险评价包括水污染风险评价和大气污染风险评价2个部分。

（3）根据金属尾矿库水污染风险评价和大气风险评价方法和框架可以科学的找出金属尾矿库中存在的潜在危险因素，识别出风险源项，较为直观的表达最大可信事故可能对周围环境造成的影响大小，给出事故的危害程度，并和有关标准比较，得出风险可接受程度。

（4）根据金属尾矿库健康风险评价方法和框架可以估计人群对污染物的暴露程度和产生负面效应的可能性之间的关系，确定或估算暴露量的大小、暴露频率、暴露期和暴露途径，利用各途径的健康风险值来表征风险的大小。

（5）最后以排山楼金矿尾矿库为实例，将论文建立的金属尾矿库风险评价体系对其进行污染风险评价和健康风险评价，得出定量化风险结果。

 

硕士论文摘要（5）——尾矿库重金属的污染机理及其数值模拟研究

陈松（指导教师：吴超），答辩时间：2011年12月3日

  尾矿库重金属污染长期以来倍受人们关注，采矿活动后留下的废弃物都以尾矿的形式堆积起来。尾矿中含有选矿后遗留的化学试剂、生活垃圾以及各种理化效应下产生的重金属污染物。随着金属污染物迁移转化，会对周边环境造成严重影响。同时重金属会在动物、植物及其人体内不断富集，对他们带来长期而久远的危害。对尾矿重金属的污染轨迹的分析和污染的动态模拟，能使整个重金属污染过程直观清晰，为重金属污染的预测和控制提供了依据。

  本论文查阅和收集了大量的相关文献，在对前人已取得研究成果的系统学习和深入分析的基础上，通过理论分析、现场调研及结合实际的室内模拟等研究手段，对尾矿库的特点、尾矿重金属污染物的迁移转化规律、尾矿重金属污染数学模型、尾矿不同区域的污染规律、不同条件下的污染模拟结果等方面进行了系统的研究。论文的主要内容及结论如下：

(1)对重金属的危害性进行了阐述，用鱼刺图法分析了尾矿库重金属污染物的产生过程，得出导致重金属污染的三个主要因素：水体污染、大气污染和土壤污染。综述了国内外学者在尾矿库重金属污染规律和流体数值模拟方面的研究进展，归纳了适用于尾矿重金属污染模拟研究的应用软件及特性。

(2)简介了国内外尾矿库及尾矿堆的类型及特点，从尾矿重金属矿物的演化特性、氧化机制、迁移-转化循环等方面研究了尾矿重金属的污染轨迹；由前人研究结果归结出，尾矿中主要金属矿物的氧化难易程度依次为：磁黄铁矿＞闪锌矿＞镍黄铁矿＞黄铁矿＞黄铜矿。

(3)提出了重金属污染数学模型的建立方法。参照数学模型的建立方法，运用Darcy定律、重金属溶解过程的数学模型、重金属离子随地下水运动的数学模型和多孔介质中的溶质运移模型，建立了尾矿重金属污染数学模型，并且对数学模型进行了改进，最后给出了定解条件。

(4)对研究矿区进行了不同方式的采样，应用X-衍射实验和ICP-AES成分检测手段对采集的样品进行了研究。对比分析了不同地点不同采样方式下，尾矿重金属的分布规律。所采样品重金属污染物浓度分布具有以下特点：Fe元素的浓度分布与其他元素相比有较大差异，而垂直方向比横向方向的浓度变化更显著，为下一步数值模拟提供了一定依据。

(5)通过实验测定(LS-pop（Ⅲ）型激光粒度仪)、理论分析、公式计算(Ergun半经验公式和Blake-Kozeny方程)等方式，获取了模拟所需的主要参数：矿物粒径和比表面积、研究区域的粘性阻力系数和内部阻力系数、矿物导热系数。建立了尾矿重金属污染的三维网格物理模型，并对反应条件进行了初始化。

(6)在室内环境下，应用FLUENT软件模拟了不同区域、不同流速、不同化学模型(Eddy-Dissipation模型、Laminar Finite-Rate模型和EDC模型)、不同湍流模型(标准湍流模型和RNG湍流模型)、不同压力速度耦合方法(SIMPLE算法和PISO算法)等情况下的污染物的浓度分布特征。同时对比分析了不同区域相同模拟条件下的污染物浓度分布规律。

 

硕士论文摘要（6）——基于FLUENT软件的金属矿尾矿库污染模拟研究

鲍瑞雪（指导教师：吴超），答辩时间：2011年12月3日

  尾矿库，起初是用来容纳尾矿及其废水的环境保护设施。随着尾矿逐年累积，尾矿库也已是一个潜在的高能量污染源。由于环境问题出现的延迟性以及后果的不显著性，社会对尾矿库环境污染问题的认识和判断具有很大的局限性，尤其是早期建立现已经废弃的尾矿库，其造成的长期的环境影响越来越凸显出来。

  本文从金属矿尾矿库的重金属污染出发，以运用数值模拟方法探究尾矿坝内部污染规律为目标，查阅了大量尾矿污染以及多相流模拟文献基础上，对重金属污染进行评价，模拟尾矿坝内固液流动状况，得到以下结论：

（1）从地理分布、等级分布以及堆坝形式等对当前我国尾矿库的现存数量进行统计，结果发现尾矿库的分布北多南少、东多西少，全国尾矿库中小型尾矿库数量居多，上游式尾矿库占得比例最大。

（2）建立了金属矿尾矿库污染现代数值模拟方法，通过模拟的方法对实验和评价结果进一步分析，实现了尾矿库污染的可视化，适应了现代数值模拟的发展趋势。同时，尾矿库污染评价分析方法进行归纳总结，分析比较各个方法的优缺点，为方法的选择提供借鉴。

（3）对全国北中南三个省区的金属矿尾矿库的Pd、Zn、Cu、Cr以及Cd五种重金属进行单因子指数和地累积指数评价，得出不同尾矿库的污染等级排序和各个尾矿库主要污染重金属，其中，所有矿区都受到Cd污染较为严重，单因子指数和地累积指数评价结果大致一致，地累积指数结果更加细致，考虑的因素更为全面。同时，证明尾矿坝是尾矿库乃至整个矿区污染较为严重的区域。

（4）选择尾矿坝作为污染模拟对象，建立尾矿坝模拟模型，采用mixture模型代入fluent软件进行模拟计算。分别从不同堆坝形式、污染影响因素进行模拟，得出不同条件下的流场压力、速度、体积分数分布图以及相关曲线图，得出不同堆坝形式尾矿坝的污染规律，三种不同堆坝尾矿库的初期坝部分的压力低，流速大，固体颗粒相多分布在尾矿坝截面的底部，同等条件下，尾矿坝内的污染程度为上游式>中线式>下游式。

（5）最后，从模型简化、初始条件设置以及模型选择等方面对尾矿坝的固液流问题进一步深入研究做出了展望，希望能够将尾矿坝内的固液流对污染的影响能够更直接地展现出来，对污染的防治起到指导意义。

 

硕士论文摘要（7）——纸币表面细菌的粘附力学建模研究

李芳（指导教师：吴超），答辩时间：2011年12月3日

  随着社会生产、生活和建设的不断改善和人类物质、精神文明的不断提高，产生了一系列的环境问题，其中以细菌、病毒等微生物对人类的健康威胁越来越大。医学研究证明纸币不仅是许多疾病传播的载体，也是引起许多疾病的罪魁祸首。而且，人们的健康意识也在不断加强，对周围环境的健康性、安全性要求也越来越高。

  纸币作为人民日常生活中的必需品，纸币消毒成为人们关注的对象。要想解决纸币消毒的问题，对细菌粘附、清除和预防方面的研究就显得十分重要。要解决细菌的粘附问题，首先要清楚细菌在纸币表面的粘附机理，细菌的粘附机理是解决细菌粘附问题的理论和基础。

  论文的主要研究内容和结论如下：

（1）通过检索国内外细菌粘附力学大量文献，对这些研究成果进行了总结和相关分析，以此为基础，提出了细菌粘附研究的发展方向和需要做的工作。

（2）全面总结和分析了细菌在纸币表面的分布情况，纸币表面的细菌量随着季节变化明显，同时与纸币面值的大小也有关系。通过电镜观察，纸币表面粗糙度与细菌粘附量呈正相关。细菌在纸币表面粘附受多种因素影响，包括：细菌本身、外界环境、纸币表面的情况等，所以在研究粘附力时候要综合考虑多种因素的影响，分析问题会比较全面客观。

（3）较全面的总结和分析了目前细菌粘附表面的力学机理研究成果。在细菌的粘附过程中，分为特异性粘附和非特异性粘附，其中范德华力是普遍存在的粘附力，其他力都是在一定条件情况下存在的。在粘附过程中还存在静电力、毛细作用力、细菌特殊结构产生的作用力、氢键力、化学键力；细菌的细胞结构、纸币表面的情况和外界环境因素都能影响到细菌的粘附。

（4）利用MATLAB可视化软件对几种典型的粘附力进行可视化模拟，加深了对模型的认识和分析。直观显示了各个参数、变量的变化情况，以及对粘附的影响。在细菌与纸币的粘附过程中，当细菌与纸币的距离减小到2×10^-7m时，范德华力作用急剧增大，当接触的突起部分半径r<2×10^-9 m时，粗糙度增加，范德华力增大的速度变大。并且，由图分析可知，在nm量级，静电力要比范德华力大2个数量级到3个数量级。毛细作用力比静电力也大2个数量级左右。

（5）研究构造了细菌的实体模型。运用ANSYS软件进行模拟，加载载荷进行力学分析，研究分析作用力在细菌细胞的分布情况和变化。这是一种探索性研究，结论的有效与适用性尚不可知，但作为一种尝试是有一定的价值作用的，为更深层次和广泛研究提供一定借鉴。

（6）运用ANSYS软件对细菌的模拟进行了模拟和分析，细胞模型内的应力分布及传递规律是：随着位移的施加，应力沿细胞中心轴传播并同时向其周围传播，但从向周围传播的速度比较慢。由于外在载荷的存在和细胞质的流动，对细胞壁产生内压，由此而发生一些应力分布的变化。而且随着载荷的施加，X方向的应力分布情况要比Y方向的应力分布变化要明显。

（7）通过对前面的研究，能够对细菌在纸币表面的粘附及力学情况有全面的了解，使人们在使用纸币的时候能够注意到健康、安全的使用方式，同时对于纸币的杀菌消毒有重要的意义，也为纸质类物品（图书、包装袋等）的杀菌问题提供了理论基础。

 

博士论文摘要（1）——硫化矿石堆自热过程的非线性及数值仿真研究

潘伟（指导教师：吴超），答辩时间：2011年12月9日

  硫化矿石自燃火灾会诱发一系列的安全与环境问题，同时给矿山企业带来巨大的经济损失。迄今为止，国内外学者对硫化矿石的自燃机理、自燃倾向性评价、预防及控制技术等领域进行了大量研究，但由于硫化矿石堆自热过程的高复杂性和强非线性，使问题未能得到根本解决。随着浅层资源的逐渐匮乏，我国金属矿山逐步进入深部开采阶段。采深增大导致开采过程中面临的高地温问题变得愈发严重，地温的升高将增大矿石自燃的可能性。因此，对硫化矿石堆氧化自热过程的非线性及渗流场和温度场的数值仿真展开研究，是硫化矿石自燃防治研究的一个发展趋势，具有重大的理论意义和实际应用价值。

  论文在检索国内外研究成果并进行系统分析的基础上，采用理论分析、室内模拟实验以及数值模拟相结合的研究方法对硫化矿石堆的动态自热过程、硫化矿石堆氧化自热过程的非线性特征以及渗流场和温度场的变化规律等进行了系统研究。论文的主要工作和取得的成果如下：

(1) 在实验室内对硫化矿石堆动态自热过程进行了模拟，揭示了矿石堆温度与时间的关系、矿石堆温度离散程度与时间的关系、平均升温率与深度的关系以及矿石堆对环境温度变化响应的空间差异，基于实测温度对矿石堆温度场进行了二维重构，探明了矿石堆内自热层的范围。

(2) 将小波技术与近似熵方法引入到矿石堆自热过程的研究上来，提出室内实测温度序列的低频成分反映的是梯度升温对矿石堆温度变化的影响，而自热过程的复杂信息则蕴藏在高频成分中这一概念，分析了矿石堆近似熵分布规律，同时对不同区域的自热过程进行了近似熵检测，从动力学角度证实了矿石堆自热层的存在。

(3) 采用混沌动力学方法对矿石堆自热过程进行了分析，探明了室内实验采用的梯度升温方式在一定程度上减弱了矿石堆自热过程的混沌程度，确定了矿石堆硫化物含量、氧气浓度、矿石堆温度、氧化反应速度和放热强度作为描述矿石堆自热动力学性态的5个变量，揭示了关联维数和最大Lyapunov指数与自热效果存在正相关性。

(4) 提出了将实测矿石堆温度序列拆分为趋势项、混沌项和随机项的概念。根据现场试验硫化矿石堆的自热升温特征建立了矿石堆温度的趋势预测模型，在对趋势预测结果的差值序列进行混沌识别之后，采用优选出的加权一阶局域法建立混沌预测模型，再以二者叠加构成趋势—混沌组合预测模型，最后应用室内实测温度数据对预测模型进行了检验。结果表明，建立的趋势—混沌组合预测模型具有很高的预测精度，能够很好地适用于硫化矿石堆自燃早期预测。

(5) 采用数字图像处理和有限元技术相结合的方法，进行了矿石堆孔隙内空气渗流的数值仿真研究，探明了不同粒径下空气流速和压力在孔隙内的分布规律，定性解释了矿石堆内存在自热层的原因。发展了有效导热系数法在矿石堆温度场数值仿真中的应用，分析了矿石堆温度场的变化规律，计算得出矿石堆自燃起始时间，探明了矿石堆自燃区域随时间的变化特征及矿石堆截面积、表面空气流速以及矿石堆高度对矿石堆温度场的影响规律。

 

博士论文摘要（2）——碱浸-电解法资源化处理氧化型含锌危险废料研究

招国栋（指导教师：吴超），答辩时间：2011年12月9日

  氧化型含锌危险废物会对环境造成严重的危害，因此无害化、资源化处理氧化型含锌危险废物势在必行，本着改善环境质量，缓解锌需求量急剧增加与锌精矿资源日趋枯竭的矛盾、克服传统湿法提锌工艺的缺陷目的，本论文基于锌的强碱介质选择性浸出、低电解能耗优势，对氧化型含锌危险废物的碱浸－净化－电解－苛化生产金属锌粉技术展开了系统地研究。通过优化浸取条件、彻底净化杂质、高值化电积回收等技术，使碱浸－电解工艺的工业化应用取得良好环境和经济效益，并得到以下主要结论：

   （1）构建了Zn(Ⅱ)－NaOH－H₂O体系热力学模型，在强碱性溶液中，锌是以Zn(OH)₄^2－和ZnO₂^2－形式存在的，并确定了锌的平衡浓度与碱浓度的关系，用实验进行验证，测得在不同碱浓度下，锌的平衡浓度计算值和实验值相对偏差的绝对平均值为0.1298%，说明热力学模型是正确的。

（2）氧化型含锌废料强碱浸取时，含锌烟灰原料最佳浸出条件为：NaOH浓度6 mol/L、温度90 ℃、浸出时间120 min、液固比10:1、颗粒直径100~160目、搅拌速率为300 r/min，锌浸出率可达90 %以上；ZnCO₃原料最佳浸取条件为：NaOH浓度6 mol/L、温度90 ℃、浸出时间120 min、液固比10:1、颗粒直径100~160目、搅拌速率450 r/min，锌浸出率超过90%；Zn₂SiO₄原料最佳浸取条件为：NaOH浓度8 mol/L、温度90 ℃、浸出时间240 min、液固比8:1、颗粒直径100~160目、搅拌速率450 r/min，锌浸出率接近85%。浸取参数对锌浸出影响大小的顺序分别为：ZnO原料，R＞T＞C_NaOH＞D＞t＞V；ZnCO₃原料，R＞T＞V＞D＞C_NaOH＞t；Zn₂SiO₄原料，t＞V＞T＞R＞C_NaOH＞D。

（3）含锌烟灰在强碱性溶液中的活化能为42.00kJ/mol、碳酸锌矿的活化能为43.15kJ/mol，表明碱浸取含锌烟尘和碳酸锌矿过程主要受化学反应控制；硅酸锌矿在碱溶液中的浸出过程分为两段，在0~10min内其活化能为13.59 kJ/mol，表明在浸取开始段内是受内扩散控制，浸出后端其活化能为31.86 kJ/mol，表明浸取后段的过程是受化学反应和内扩散共同控制。

（4）硫化钠可选择性定量分离强碱性溶液中的铅锌，并发现硫酸铁、硫酸钠、氧化钙对强碱性溶液中的砷、铝等杂质具有一定的净化作用，以此提出了浸出液深度净化工艺：将浸取液升温到70 ℃，加入硫化钠，硫化钠的加入量为浸取液中铅含量的1.8倍（质量比），搅拌1.5 h；加入硅酸钠，硅酸钠的加入量为每升浸取液1.5 g，搅拌1 h；加入硫酸铁，硫酸铁的加入量为每升浸取液1 g，搅拌1 h；再加入石灰，石灰的加入量为硫化钠加入量的0.8倍，搅拌1 h；静置4 h，过滤，输送入陈化池陈化48小时后电解。

（5）对Zn(Ⅱ)－NaOH－H₂O体系中锌电积理论分解电压进行了计算，在强碱性溶液中锌电积的理论分解电压为1.728 V，比传统硫酸锌溶液锌电积分解电压低0.352V；其锌电积的最佳工艺条件为：电流密度800~1000 A/m²，碱浓度180~200 g/L，电解温度30~50℃，锌浓度30~40g/L，电流效率可达99%以上，电能耗为2.38kWh/kg锌粉；锌在阴极板上析出时，增加电流密度、降低溶液温度，锌粉从麦穗状向具有更大比表面积的薄片状转变；增大电解液碱浓度，锌粉从薄片状向层状、石块状转变；电解液锌浓度越大，越易形成粒径较大的锌粉。

（6）研究了As、Cl^－、SiO₃^2－、SO₄^2－、CO₃^2－、F^－、Al、Pb、Mg、Fe、Ni、Mn、Ca、Cd、Cr、Cu等对电解金属锌粉的影响，确定电解液中杂质许可的浓度范围。

（7）提出了废电解液的苛化处理工艺：在废电解液中加入碱，使碱浓度达到350 g/L，通过提高碱浓度使碳酸钠和一些杂质结晶生成沉淀。在沉淀中加入洗渣水等废水，控制苛化液的碱浓度在80～100 g/L范围内，碳酸钠的浓度在40g/L以上。苛化工艺参数确定为：氧化钙的加入量为理论值的1.5~1.8倍；温度为90 ℃；苛化时间为30 min；废电解液经过苛化处理后，1 m³的废电解液可苛化出约28 kg碱，废电解液在经过苛化处理后，废液中的铁、铜、镁、锰、镉、铬等重金属的去除率在10~40%左右，对砷的去除率达到62%，废电解液苛化工艺具有较好的除杂效果。

（8）设计了年处理1万吨氧化型含锌危险废料再生加工厂，对磨矿、浸取、净化、电解、锌粉清洗干燥粉碎工艺段的设备进行了最优化设计。根据设计建成的某锌废料再生加工厂锌浸取率达到90%以上，生产的金属锌粉能达到国家锌粉二级标准，运营状况良好。

（9）经过碱浸处理的氧化型含锌危险废料变为一般固体废弃物，实现了无害化，对环境的危害大大降低。

  总之，无论从经济效益、环境效益还是社会效益方面含锌危险废物的碱浸－电解－制备金属锌粉工艺比传统锌粉生产方法更具有竞争优势，它可以利用酸法炼锌不能利用的含氟、氯、硅的贫杂氧化锌矿和含锌废料，是氧化型含锌危险废料的全湿法清洁工艺, 具有广阔的工业化应用前景。