许劲，朱杰东，李卷利，刘孟秋，龚河洛

（1 重庆大学环境与生态学院，重庆400045； 2 重庆大学三峡库区生态环境教育部重点实验室，重庆400045）

引 言

磷是不可再生资源，也是地球上生物生存不可或缺的营养元素。世界人口迅速增长需更多粮食生产，这对磷肥需求越来越大[1]。磷肥生产原料主要是地壳中开采的磷矿，而世界范围内的磷矿分布不均[2]，可用磷矿质量正逐渐下降，将在几十年内被耗尽[3-4]，我国磷矿2050 年后也将成为短缺资源，磷资源危机将会出现[5]，因此，磷回收已引起相关学者和各国政府高度关注。人类生活使用的磷基本上通过城市污水进入污水处理系统，生物除磷和化学除磷工艺将污水中90%的磷转移至污泥[6]，使得污泥成为极具回收潜力的“二次磷资源库”[7-9]。但污泥含水率高，还含有病原体、重金属及有机污染物等，故需对污泥有效处理后才能回收磷。

污泥水热碳化技术是一种低能耗下显著提高脱水性能的有效方法。污泥经水热碳化后，胶体结构被破坏，含氧官能团被部分消除，亲水性降低，脱水性能提高[10]。Wang 等[11]将污泥水热碳化后进行机械压滤发现，水热碳化温度120～210℃和停留时间10～90 min 可去除污泥中7.44%～96.64%的水分，水热碳化控制着脱水程度，强化反应条件将减小后续的机械压力。污泥在水热碳化时发生放热反应，与传统热干化脱水和电渗脱水对比，水热碳化的脱水能耗更低，固体产物含量更高[12]。此外，污泥经水热碳化后，大部分的磷富集于水热炭，总磷回收率达到70%以上，磷主要以无机磷形态存在[13]。因此，污泥水热碳化技术不仅能有效降低含水率，也利于后续的磷回收。

湿化学法是损失率低、工艺相对简单的磷回收技术，被广泛应用于回收污泥焚烧灰中磷。湿化学法回收磷的流程一般为磷浸出、磷纯化、磷产品的生成，即先投加酸或碱浸出磷，然后通过离子交换、酸碱连续沉淀、硫离子沉淀等技术分离重金属等杂质离子，纯化处理浸出液，最后采用化学沉淀法、结晶法、吸附法等方式实现磷回收[14]。至今，关于采用湿化学法回收污泥水热炭中磷的研究报道较少，而磷浸出是湿化学法应用的关键步骤[15]。鉴于此，本研究考察污泥水热碳化处理后磷的形态转化，并通过单因素控制实验，以盐酸和柠檬酸作为水热炭中磷的浸提剂，分别探究酸浓度、液固比以及酸浸时间对磷浸出的影响，确定适宜酸浸条件，采用相关动力学模型拟合磷的浸出过程，并分析金属和重金属的浸出情况，为湿化学法回收水热炭中的磷奠定基础。

1 材料与方法

1.1 污泥的来源和水热炭的制备

本实验污泥取自重庆市某污水处理厂，为市政污水经A2/O 工艺处理后进入重力浓缩池的污泥，含水率约95%。新鲜污泥原料取回后，冷藏保存至0～4℃的冰箱。将储存的污泥在60℃下烘干至恒重，反复研磨过筛（d=0.15 mm），每次实验取105 g 的过筛污泥和595 ml的去离子水混合均匀，倒入容量为1 L的水热反应釜，密闭加热，设置水热碳化温度为200℃，转速为500 r/min，待水热反应釜达到200℃后保持30 min，停止加热。待水热反应釜自然冷却至室温，采用0.45 μm 的滤膜进行真空抽滤，使混合物分离，固体产物称为水热炭。将所得水热炭在60℃下烘干，研磨过筛，储存待分析。污泥和水热炭的基本理化性质见表1，金属和重金属含量见表2。

表1 污泥和水热炭的基本理化性质Table 1 Basic physicochemical properties of sludge and hydrochar

表2 污泥和水热炭中金属和重金属含量Table 2 Contents of metals and heavy metals in sludge and hydrochar

1.2 污泥和水热炭中磷的形态分布测定

本实验采用欧洲标准委员会推荐的SMT 方法来分析污泥和水热炭中磷形态，详细提取流程见图1[16]，设置三组平行实验。连续提取时，提取液经离心（转速3500 r/min，离心时间15 min）取上清液后，剩余残渣中加入适量去离子水再离心，取出上清液，重复三次操作；最后，将所有上清液混匀于合适体积的容量瓶，定容。用注射器吸取适量溶液过0.45 μm 滤膜，测定滤液中磷含量。其中，有机磷含量等于总磷含量减去无机磷含量。非磷灰石无机磷是与铁、锰、铝的氧化物及氢氧化物结合的磷，包含不稳定态磷。磷灰石无机磷是包括与钙结合的各种磷[17-18]。

图1 基于SMT方法的磷形态分级提取流程Fig.1 The fractional extraction process of phosphorus form based on SMT method

1.3 水热炭的酸浸实验

以制备的水热炭为研究对象，按表3 开展不同酸浓度、不同液固比、不同酸浸时间的酸浸实验。

表3 单因素实验设计Table 3 Single factor experimental design

在所设定条件下，将水热炭分别与盐酸和柠檬酸在50 ml 离心管中混合，室温下数显恒温水浴振荡器内振荡，振荡速率200 r/min；振荡后在离心机内以4000 r/min 离心10 min，上清液经0.45 μm 混合纤维素酯膜过滤器过滤，测定滤液中总磷、金属以及重金属浓度。每组实验条件下进行两组平行实验，结果取平均值。

1.4 测试项目与方法

污泥与水热炭中C、H、N 和S 含量采用Unicube型元素分析仪测定，O 含量通过质量守恒确定。参照《煤的工业分析方法》（GB/T 212—2008）测定污泥与水热炭的固定碳、挥发分以及灰分，设置两组平行实验，结果取平均值。水热炭产率γ和总磷回收率R的计算公式如下：

式中，Mhydrochar为水热炭质量，mg；Msludge为原污泥质量，mg；TPSS为污泥中总磷含量，mg/g；TPHC为水热炭中总磷含量，mg/g。

磷的含量通过《总磷的测定——钼酸铵分光光度法》（GB 11893—89）测定。浸出效率η和浸出能力q的计算公式如下：

式中，C为浸出液中元素浓度，mg/L；V为浸出液体积，L；M为水热炭中元素质量，mg；m为水热炭质量，mg。

污泥和水热炭中金属和重金属含量的测定采用HCl-HNO3-HF-HClO4法消解[19]，上清液通过电感耦合等离子体发射光谱仪（ICP-AES）测定；设置两组平行实验，结果取平均值。矿物相组成采用X 射线粉末衍射仪分析。相关样品的表面形貌采用扫描电子显微镜（SEM）观察。

2 结果与讨论

2.1 污泥和水热炭中磷的形态分布

利用SMT 法测得污泥和水热炭中不同形态磷的含量，结果见表4，不同形态的磷占总磷的百分比见图2。污泥中总磷含量约为22.89 mg·g-1，经水热碳化处理后，污泥中有机物溶出，导致总磷含量上升至30.31 mg·g-1，经计算可知，总磷回收率达到98.81%。此外，其他不同形态的磷含量都在上升，这表明水热碳化不仅能有效地实现污泥脱水，也能将大部分的磷富集于水热炭。

表4 污泥和水热炭中不同形态磷的含量Table 4 Contents of different forms of phosphorus in sludge and hydrochar

图2 污泥和水热炭中不同形态的磷占总磷的百分比Fig.2 Percentages of phosphorus of different forms in total phosphorus in sludge and hydrochar

在污泥和水热炭中，无机磷与总磷的百分含量比（IP/TP）分别为90.41%、93.34%，非磷灰石无机磷与总磷的百分含量比（NAIP/TP）分别为68.90%、67.27%，因此，污泥和水热炭中磷形态主要以无机磷和非磷灰石无机磷为主；水热碳化促使IP/TP 上升，说明污泥水热碳化过程中有机磷分解，并与其他矿物质结合生成无机磷。此外，污泥经水热碳化处理后，非磷灰石无机磷与无机磷的百分含量比（NAIP/IP）从76.18%下降至72.04%，磷灰石无机磷与无机磷的百分含量比（AP/IP）从27% 上升至27.75%，理论上，SMT 法中存在IP=AP+NAIP 的等量关系，因此，可推断水热碳化能使非磷灰石无机磷朝着性质相对更为稳定的磷灰石无机磷转化，这与相关文献的研究结果相一致[20-22]。

污泥和水热炭的XRD谱图见图3。污泥和水热炭的XRD 曲线十分类似，只是曲线中峰面积不一样，说明短时间的水热碳化反应对磷的形态转化影响不大，但对相关矿物相的含量有明显影响，这是相关含磷矿物溶解于水热碳化液所致。其中，SiO2和KAl2（Si3Al）O10(OH)2是污泥和水热炭中广泛存在的非含磷矿物；含磷矿物的存在形态以Al-P 和Fe-P 为 主，有AlP、AlPO4、FeAl2(PO4)2(OH)2、Fe2PO5、Fe4(PO4)3(OH)3；污泥和水热炭的含磷矿物中磷灰石无机磷的含量较低，所以两者的XRD 谱图都未检测到Ca-P 和Mg-P 的相关峰，这与SMT 法测得的磷形态分布结果相一致。

图3 污泥和水热炭的XRD谱图Fig.3 XRD patterns of sludge and hydrochar

2.2 酸浸取水热炭中磷的影响因素探究

碱湿式化学法虽能浸出Al-P 等两性含磷矿物中的磷，同时减少重金属等其他杂质元素的浸出；但本研究中水热炭含有较多Fe-P等含磷矿物，更适合使用酸湿式化学法。因此，以盐酸和柠檬酸为浸提剂，以提高总磷（以下简称：磷）的浸出效率为目标，探究适宜的酸浸条件，考察水热炭中磷回收的潜能。

2.2.1 酸浓度对磷浸出的影响 不同酸浓度对磷的浸出效率影响见图4。酸浓度对磷的浸出效率影响显著，在一定的酸浓度下，酸浓度的上升显著增强磷的浸出效率。在盐酸酸浸体系里，酸浓度从0.01 mol/L 上升至0.3 mol/L，磷的浸出效率随之从8.27%迅速上升至95.27%，酸浓度高于0.3 mol/L时，磷的浸出效率上升幅度不大。而在柠檬酸酸浸体系里，酸浓度从0.01 mol/L 上升至0.1 mol/L，磷的浸出效率从42.78%迅速上升至89.67%，酸浓度高于0.1 mol/L时，磷的浸出效率缓慢上升。因此，盐酸和柠檬酸酸浸水热炭中磷的适宜酸浓度分别为0.3 mol/L、0.1 mol/L。与盐酸酸浸体系相比，较低酸浓度范围内，柠檬酸酸浸体系的磷浸出效率上升更快，磷的浸出效率更高；较高酸浓度下，盐酸酸浸体系中磷的浸出效率略高于柠檬酸酸浸体系，但柠檬酸的磷浸出效率仍在缓慢上升，这是因为盐酸为一元无机强酸，而柠檬酸是三元有机弱酸，不能完全电离；同一酸浓度下，柠檬酸酸浸体系中H+浓度较低，但柠檬酸能螯合与磷相结合的金属，从而浸出更多的磷。

图4 不同酸浓度对磷浸出效率的影响Fig.4 Influence of different acid concentrations on phosphorus leaching efficiency

2.2.2 液固比对磷浸出的影响 不同液固比对磷浸出效率和浸出液pH 的影响见图5。在一定的液固比内，液固比的增加将会提高磷的浸出效率，降低浸出液的pH。柠檬酸酸浸体系中，液固比从10 ml/g 增加到50 ml/g，水热炭中磷的浸出效率由75.15%增加到89.11%，浸出液的pH 从3.19 下降至2.43，此后，液固比继续上升，磷的浸出效率和浸出液的pH 没有显著变化。类似地，盐酸酸浸体系中，液固比从10 ml/g增加到50 ml/g，水热炭中磷的浸出效率由22.94%增加到95.27%，浸出液的pH 从1.33下降至0.70，此后，液固比继续上升，磷的浸出效率和浸出液的pH 略微下降。一般来说，更高的液固比将会为反应体系提供更多的H+，但也将造成更高的酸用量，导致湿化学法回收磷的成本上升，综合考虑，两种酸浸体系中适宜的液固比都设定为50 ml/g。

图5 不同液固比对磷浸出效率和浸出液pH的影响Fig.5 Influence of different liquid-solid ratios on phosphorus leaching efficiency and pH value of leaching solution

两种酸浸体系相对比，相同液固比下，较低的液固比范围，柠檬酸酸浸体系中磷的浸出效率远高于盐酸酸浸体系中磷的浸出效率；较高的液固比范围，柠檬酸酸浸体系中磷的浸出效率略低于盐酸酸浸体系中磷的浸出效率。这说明：较低的液固比范围，柠檬酸的螯合作用对磷的浸出有很大贡献作用，较高的液固比范围，柠檬酸的螯合作用和更多电离出的H+参与反应，使得更多的磷浸出；而盐酸酸浸体系中磷浸出主要是H+与含磷矿物发生反应。

2.2.3 酸浸时间对磷浸出的影响 磷的浸出效率随酸浸时间的变化曲线见图6。在一定的酸浸时间下，酸浸时间的延长都将提升磷的浸出效率。柠檬酸酸浸体系中的磷浸出缓慢而持续，可分为三个阶段：第一阶段0～180 min，曲线上升较陡，水热炭中磷的浸出速率较快，浸出效率随酸浸时间的延长而快速上升，酸浸时间为180 min 时，磷浸出效率达到67.41%；第二阶段180～600 min，曲线上升开始平缓，磷的浸出速率下降，而磷的浸出效率仍持续上升，酸浸时间为600 min 时，磷的浸出效率达到88.78%；第三阶段600～720 min，磷浸出速率进一步下降，酸浸时间为720 min 时，磷浸出效率缓慢上升至89.34%，这说明磷的浸出并未结束，若酸浸时间继续延长，磷的浸出效率仍将缓慢地上升，反应最终达到平衡。为达到良好的酸浸效果，同时节省时间成本，柠檬酸酸浸体系的酸浸时间可定为600 min。盐酸酸浸体系中磷的浸出能快速地达到平衡，类似地，也可分为三个阶段：第一阶段0～45 min，曲线上升很陡，磷浸出速率快，反应剧烈，酸浸时间45 min 时，磷的浸出效率达到79.76%；第二阶段45～240 min，曲线上升减缓，磷浸出速率有所下降，但浸出效率仍平缓上升，酸浸时间240 min 时，磷的浸出效率达到94.34%；第三阶段240～720 min，磷的浸出效率几乎在94%左右，说明反应达到平衡。因此，盐酸酸浸体系的酸浸时间可设定为240 min。

图6 不同酸浸时间对磷的浸出效率的影响Fig.6 Influence of different acid leaching time on phosphorus leaching efficiency

两个酸浸体系相对比，相同酸浸时间内，盐酸中磷的浸出效率一直高于柠檬酸中磷的浸出效率；特别在较短的酸浸时间内，差距十分明显；随着酸浸时间的延长，两个酸浸体系中磷的浸出效率差距减小。这是因为柠檬酸作为三元有机弱酸，随着酸浸时间的延长，更多的H+缓慢地电离并与含磷矿物反应，缩小浸出效率的差距。相关研究[23]表明，分别使用1 mol/L 盐酸和硫酸酸浸水热炭，液固比50 ml/g，反应温度80℃，酸浸时间60 min，磷的浸出效率分别达到86.7%、88.7%。与硫酸酸浸水热炭相比，本研究中两种酸浸体系所需时间偏长，这主要因为盐酸和柠檬酸的酸浓度较低；因此可知，酸浸时间的延长可弥补酸浓度低的不足。

2.3 水热炭中磷的浸出动力学

水热炭中磷的浸出能力随酸浸时间的变化曲线见图7，曲线的变化趋势与图6 相一致，随着酸浸时间的延长，磷的浸出能力先迅速上升，之后上升逐渐平缓，最终达到平衡。考虑到变化趋势，本研究借助Elovich 模型和准二级动力学模型来描述盐酸和柠檬酸中磷的浸出动力学，相关模型的拟合参数见表5。

图7 酸浸时间对水热炭中磷浸出能力的影响Fig.7 Influence of acid leaching time on phosphorus leaching capacity in hydrochar

由表5可知，从判定系数R2上看，在盐酸酸浸体系中，Elovich 模型对磷浸出动力学的拟合效果较差，判定系数值为0.7775；而准二级动力学模型的拟合效果较好，判定系数值达到0.9999。对于柠檬酸酸浸体系，Elovich 模型和准二级动力学模型都能较好地拟合磷的浸出动力学特征，判定系数值差别不大，分别为0.9856、0.9861。综合来看，准二级动力学模型都能较好地拟合两种酸浸体系中磷的浸出过程。这与Barca等[24]的研究结果类似，他们采用柠檬酸和盐酸浸取污泥湿式氧化残渣中的磷，准二级动力学模型能较好拟合磷的浸出动力学特征，判定系数值达到0.99。

表5 水热炭中磷浸出动力学模型的拟合参数Table 5 Fit parameters of phosphorus release kinetics model in hydrochar

准二级动力学模型的拟合效果更佳，因此，其相关参数值有实际意义。由准二级动力学模型的相关参数值可知，盐酸酸浸体系中理论平衡浸出能力qe与实际值差别不大，而柠檬酸酸浸体系中理论平衡浸出能力qe达到32.89 mg/g，远超本研究中浸出能力的最大值26.37 mg/g，这是因为本研究中酸浸时间还未到反应平衡时间。相比之下，柠檬酸酸浸体系中理论平衡浸出能力大于盐酸酸浸体系中理论平衡浸出能力，这说明若有足够的酸浸时间，柠檬酸中磷的浸出能力将大于盐酸中磷的浸出能力，这是由于柠檬酸的螯合能力使得磷的平衡浸取能力较高。此外，盐酸酸浸体系中动力学常数k2值是柠檬酸酸浸体系中动力学常数k2值的1.33 倍，这说明0.3 mol/L 盐酸中磷的浸出速率高于0.1 mol/L 柠檬酸中磷的浸出速率，这与实验结果完全相符。

2.4 金属元素的浸出情况

液固比为50 ml/g，0.1 mol/L 柠檬酸中不同酸浸时间下磷、钙、铁、铝、镁元素的浸出能力见图8（a），0.3 mol/L盐酸中不同酸浸时间下磷、钙、铁、铝、镁元素的浸出能力见图8（b）。金属元素浸出能力与磷元素浸出能力的关系见图9。

图8 酸浸时间对磷与金属元素浸出能力的影响(a)柠檬酸酸浸体系;(b)盐酸酸浸体系Fig.8 Influence of acid leaching time on the leaching capacity of phosphorus and metal elements(a)lemon acid leaching system;(b)hydrochloric acid leaching system

图9 金属元素与磷元素浸出能力的关系(a)柠檬酸酸浸体系;(b)盐酸酸浸体系Fig.9 Relationship between leaching capacity of metal elements and phosphorus elements(a)lemon acid leaching system;(b)hydrochloric acid leaching system

柠檬酸酸浸体系和盐酸酸浸体系中，随着酸浸时间的延长，铁、钙、铝、镁四种金属元素的浸出能力也随着磷的浸出而逐渐上升，上升速率由快到慢和浸出能力由大到小依次为铁＞钙＞铝＞镁。同时，四种金属元素和磷的浸出能力变化趋势近乎一致，铁、钙、铝、镁的浸出能力与磷的浸出能力呈显著线性正相关，判定系数都达到96%以上，这从侧面反应磷浸出是由于Ca-P、Al-P、Fe-P、Mg-P 四种形式的含磷化合物与酸反应。相关反应方程式如下：

柠檬酸酸浸体系中，随着酸浸时间的延长，金属元素浸出能力的上升速率逐渐减缓，当酸浸时间为480 min 时，铁、钙、铝、镁四种金属元素浸出能力分别可达到45.72、16.57、7.52、3.91 mg/g，此后，金属元素浸出能力仍有上升趋势，释放并不完全。类似地，盐酸酸浸体系中，金属浸出能力先迅速上升，随后上升速率减缓，酸浸时间为240 min 时，铁、钙、铝、镁四种金属元素浸出能力分别可达到48.54、17.63、13.30、3.88 mg/g，此后，金属浸出能力的变化幅度小，说明大多易溶于盐酸的金属矿物质已浸出。两个酸浸体系相对比，盐酸比柠檬酸更快地浸出金属元素，且金属元素的浸出能力更大。

2.5 重金属元素的浸出情况

对于200℃制得的水热炭，柠檬酸酸浸体系宜采用酸浓度0.1 mol/L、液固比50 ml/g、酸浸时间600 min，盐酸酸浸体系宜采用酸浓度0.3 mol/L、液固比50 ml/g、酸浸时间240 min。适宜酸浸条件下重金属元素的浸出能力和浸出浓度分别见表6和图10。

表6 适宜酸浸条件下重金属的浸出浓度Table 6 Leaching concentration of heavy metals under optimum acid leaching conditions

图10 适宜酸浸条件下重金属的浸出能力Fig.10 Leaching capacity of heavy metals under optimal acid leaching conditions

盐酸和柠檬酸酸浸体系中，重金属浸出能力和浸出浓度都比较低，由大到小依次为Zn＞Mn＞Cr＞Cu＞Pb，浸出液中杂质元素浓度较低，几乎都在10 mg/L 以下，这有利于后续的磷回收。两种酸浸体系相对比，Mn 与Cr 浸出浓度和浸出能力相差不大，但对于Zn、Cu、Pb，盐酸中的浸出能力和浸出浓度大于柠檬酸。盐酸酸浸体系中，重金属的浸出主要由于电离出的H+促进重金属释放，而柠檬酸既有有机官能团的螯合络合作用，也有缓慢电离出的H+化学作用，因此，0.1 mol/L柠檬酸对重金属的理论浸出能力应高于0.3 mol/L 盐酸的理论浸出能力，由于本实验的酸浸时间较短，柠檬酸酸浸体系未达到反应平衡，故盐酸对重金属的浸出能力偏高。

2.6 酸浸前后水热炭的SEM-EDS分析

水热炭、盐酸酸浸残渣、柠檬酸酸浸残渣的SEM-EDS 分析结果见图11。酸浸处理对水热炭的表面结构影响很大。经酸浸处理后，水热炭的块状致密结构被严重破坏，形成较多孔隙，孔隙率的显著增加使得酸浸残渣有着良好的吸附性能。相关研究表明，盐酸和柠檬酸常用作生物炭的化学改性试剂，经盐酸改性后的生物炭比表面积显著提高[25-27]，而经柠檬酸改性后的生物炭比表面积更大，而且表面引入更多的羧基等含氧官能团，显著增强了吸附性能[28-30]；因此，水热炭的酸浸残渣有望成为性能良好的吸附材料。

图11 水热炭（a）、盐酸酸浸残渣（b）、柠檬酸酸浸残渣（c）的SEM-EDS分析结果Fig.11 SEM-EDS analysis results of hydrothermal carbon(a),acid leaching residue of hydrochloric acid(b)and acid leaching residue of citric acid(c)respectively

由能谱面扫图可知，水热炭及其酸浸残渣中O、Si 元素含量占有很大比例。与水热炭相比，盐酸酸浸残渣与柠檬酸酸浸残渣中的P、Fe、Ca、Mg、Al 显著减少，这正好对应着两种酸体系中浸出液有着较多含量的P、Fe、Ca、Mg、Al，同时，Si含量有一定的上升，这是由于Si 以外的其他元素含量显著减小导致。

3 结 论

（1）污泥经水热碳化后，大部分的磷富集于水热炭中，水热炭中磷含量高达30.31 mg/g；有机磷朝着无机磷转化，非磷灰石无机磷朝着磷灰石无机磷转化；水热炭中磷的形态主要以无机磷和非磷灰石无机磷为主，IP/TP 为93.34%，NAIP/IP 为72.04%，含磷矿物的存在形式主要是Al-P和Fe-P。

（2）以盐酸和柠檬酸为磷的浸提剂，酸浓度、液固比以及酸浸时间对水热炭中磷的浸出影响显著，在适宜酸浸条件下（盐酸浓度0.3 mol/L、液固比50 ml/g、酸浸时间240 min，柠檬酸浓度0.1 mol/L、液固比50 ml/g、酸浸时间600 min），盐酸和柠檬酸对磷的浸出效率分别可达94.34%、88.78%。

（3）在盐酸和柠檬酸酸浸体系中，准二级动力学模型能较好地拟合磷的浸出过程；金属元素的浸出能力随酸浸时间的延长而逐渐上升，且与磷的浸出能力呈线性相关；与盐酸相比，柠檬酸对磷和金属的浸出速率较为缓慢，适宜酸浸条件下，金属的浸出能力从大到小依次为Fe＞Ca＞Al＞Mg，重金属的浸出能力从大到小依次为Zn＞Mn＞Cr＞Cu＞Pb。

（4）水热炭经酸浸处理后，炭表面更为粗糙，有着更多的孔隙结构，有望成为性能良好的吸附材料，这为酸浸残渣的处理处置提供了可行的途径。