赤泥基颗粒吸附剂的制备及其对水中氮磷的吸附研究

赤泥基颗粒吸附剂的制备及其对水中氮磷的吸附研究

ID:34885541

大小:7.66 MB

页数:62页

时间:2019-03-13

上传者:U-56225
赤泥基颗粒吸附剂的制备及其对水中氮磷的吸附研究_第1页
赤泥基颗粒吸附剂的制备及其对水中氮磷的吸附研究_第2页
赤泥基颗粒吸附剂的制备及其对水中氮磷的吸附研究_第3页
赤泥基颗粒吸附剂的制备及其对水中氮磷的吸附研究_第4页
赤泥基颗粒吸附剂的制备及其对水中氮磷的吸附研究_第5页
资源描述:

《赤泥基颗粒吸附剂的制备及其对水中氮磷的吸附研究》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在学术论文-天天文库

专业学化「赤泥基颗粒吸附剂的制备及其对水中氮憐的吸附研究?,■:..\軒:潘静j^BWii^i:,^——MHBBIIIIilfc脖Ml—iBBMBISI^BaagS^P’-:.二o五年六月mmmmm 分类号TU528.04密级公开UDC硕±学位论文赤泥基颗粒吸附剂的制备及其对水中氮憐的吸附研巧潘静学科专业环境工程指导老师王东波副教授t,-八论文答辩日期2015学位授予日期(心答辩委员会主席 广西大学学位论文原创性和使用授权声明本人声明所呈交的论文,是本人在导师的指导下独立进行研巧所取得的研究成果。除已特别加W标注和致谢的地方外,论文不包含任何其他个人或集体己经发表或撰写的研究成果,也不包含本人或他人为获得广西大学或其它单位的学位而使用过的材料一。与我同工作的同事对本论文的研充工作所做的贡献均已在论文中作了明痛说明。本人在导师指导下所完成的学位论文及相关的职务作品,知识产权归属广西大学。本人授权广西大学拥有学位论文的部分使用权,目P;学校有权保存并向国家有关部口或机构送交学位论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅,可W将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进斤检索和传播,可采用影印、缩印或其它复制手段保存、汇编学位论文。本学位论文属于;□保密,在年解密后适用授权。应^保密。""请在W上相应方框内打V()论文作者签名^;14^曰期;"指导教师签名:曰親zM\作者联系电话:电子邮箱; 赤泥基颗粒吸附剂的制备及其对水中氯磯的吸附研究摘要赤泥是氧化铅工业排放的废弃残渣,近年来随着氧化错工业规模的不断扩大,赤泥的排放量也大幅度增加,如处理处置不当,不仅大量占用主地资源,还将可能对水、大气和生态等环境造成严重威胁。赤泥的化表面积较大一,表面矿物具有定的活性,可制备为廉价吸附剂。有研究表明,经活化改性后的赤泥可作为水中氮磯的吸附材料,但粉末状赤泥材稱存在吸附后溶液浑浊,难过滤等缺点,是限制赤泥在废水处理中实现大规模应用的瓶颈。本研究采用广西拜耳法赤泥为基本原料,渗W废玻璃粉等作为辅料,利用废玻璃粉烙点低、烙融范围宽、析晶能力强的特点,通过烧*结法在较低烧成温度下制备赤泥基願粒吸附剂(RG1),采用正交实验和单因素实验对其最佳制备工艺进行研究,运用XRD、SEM、FTIR、BET、EDS等分析方法对其进行结构表征,并考察吸附剂对氮、磯的吸附性能。研究结论如下;*(1)通过正交和单因素实验)制,确定最佳赤泥基颗粒吸附剂(RG1备工艺条件为:赤泥、废玻璃粉、髙岭止和碳粉的渗量分别为80%、10%、’5%和5%,烧结温度为870C,保温lOmin。所制备的吸附剂比表面积为2-i36..00m,1483%cm6%,g吸水率为.,体积密度为1.33g/,显气孔率20.0耐酸性为79.86%,耐碱性为%.41%,抗粉化率为99.33%。赤泥基颗粒吸H值为°附剂在投加量为4g/L、p5、溶液巧始浓度为50mg/L、恒温27C吸附180min的条件下.82m,对磯的吸附能力为4g/g。I (2)SEM表征结果显示,赤泥基颗粒吸附剂表面气孔结构丰富,在°**870C湿度烧结lOmin条件下,RG1赤泥基颗粒W连通气孔为主,民G2和**RG3赤泥基颗粒则W闭气孔为主。FTIR分析结果表明,烧结后的RG1赤Si-0-Si键泥基颗粒表面生成大量的哲基基团,且存在,因此吸附剂能通过此类化学键与吸附质发生结合,提高吸附能力。*(3)在对氨氮的吸附实验中,RG1用量在4g/L,溶液初始pH值为9,‘*模拟憐溶液浓度为50mg/L时,恒温(27C)吸附反应,反G1对模城废水中氨氮的吸附在ISOmin达到平衡,平衡吸附容量为化825mg/g。*(4)在对稱的吸附实验中,RG1用量在6g/L,溶液初始pH值为6,‘模拟憐溶液浓度为50/L时C)吸附反应,240min后吸附基本g,恒溫(27*达到平衡.29m/。RG1对憐的吸附等温拟合符合,平衡吸附容量为4ggFreundli化等温吸附模型,吸附动力学过程符合伪二级动力学模型和颗粒内3+2+3+扩散模型。通过EDS分析,赤泥中溶出的A1、Ca、Fe与磯发生了化学*沉淀反应-;FTI民结果显示,RG1表面OH基团会与憐酸根进斤交换结合,将麟吸附在赤泥表面上。关键词:赤泥废玻璃赤泥基颗粒稱氨氮吸附打 REDMUDBASEDGRANULAR乂DSORBENTPREPARATIONANDITS乂DSORPTIONOF乂MMOBIANITROGENANDPHOSPHORUSFROMWASTEWATERABSTRACT民edmudisawasteresiduewhichwasdischarged仔omaluminumindustr.yInrecentearswiththeexansionofthealuminaindustrarowinnumberofy,py,ggredmudwasdischaredredmudwouldsendalotoflandresourcesandalsog,p,likelbrinseriousthreattosuchaswateratmoshereandecoloicalyg,pgenvironment.Theactivationofthemodifiedredmudcanbeusedasadsorptionmaterialfornitroenandhoshorushoweverowderedredmudmaterialsgpp,,pdifficulttorecclingafteradsortionsothatthealicationofredmudinyyp,pp*wastewaterwaslimited.Thisresearchadotsthebaeriedmudasthebasicrawpymaterialandmixedbwas1lsas化esulementarmaterialredmudbased;easyppy,granlleadsorbentmadebsinterinatlowfirintemeratureXRD>SEM、gyggp,FTIR、BET、EDSwasusedforanalzeAresearchon化eadsorbentofy,adsorptionerformanceonammonianitroenandhoshoruswasInvestiated.pgppgTheconclusionsareasfollows:1Orthoonalandthesinlefactorexerimentswasstudthebestred()ggpy,*mudbasedranlleadsorbentRGlrearationrocessconditionswasredg()ppp〇0mud、wastelassowder、kaolinandcarbonowderare化e80%、!0/〇、5/0、gpp°5%thesinterintemeratureis870Choldinfor10min.Thesorbentsecific,gp,gp°face-b化uwasurareawas6.00mlousratewas14.83/〇bulkdensits1.33g,,y〇/cmshoworositwas20.06%acidresistancewas7乂86/〇alkaliresistanceg,py,,was961.t.4%crushinresistancewas9933%.Redmudbasedranlleadsorben,ggindosinuantit4/L、Hwas5、化einitialconcentrationwas5Om/L、thegqygpgIII adsorptionreactiontimewasISOmin,adsorptioncapacitywas4.82mg/g.2SEMresultsshowed化atredmudbasedranlleadsorbenthadrich()g*surfaceporositystructure.SurfaceofRGlwasprioritytoconnectedpores.In**additionRG2andRG3wasriorit化closedorosit.TheFURanalsispypyy’*—iresultsshowedthat艮Glssurface化generate江largenumberofOHand--SiOSi.(3)虹化eadsorptionofammonianitrogenexperiments.Redmudbased*ranlleadsorbentRGlindosinuantit4/L^was9>theinitialg()gqygpHconcentrationwas50m/L>theadsortionreactionbalancetimewasISOminatgp°27Ceuilibriumadsortioncaacitwas0.825m/.,qppygg*IntheadsortionofhoshorusexerimentsRGlindosinguantit口)pppp,qy6LHwa6、化einitialconcentrationOLeadsortionreactiong/、pswas5mg/、化p°balancetimewas240minat27Ceuilibriumadsortioncapacitwas,qpy4.29m/.TheisothermaladsortioncanbedescribedwellbFreundlich.Theggpy-staticadsortionexerimentshowedtoseusecondorderkineticlotsppthabthdopp-iandIntraarticaldi航sionkineticlotscanbeusedtowelldescribe化6kinetcpp3+2+3+behaviorofadsorption.EDSanalysisshowedthatA]、Ca、Feoccurinchem_icalreactionreciitationwithhoshorusFTIRresultsindicatethatOHpppp,wereexchangedandcombinewithphosphate.Keywords:redmud;wasteglass;redmudbasedgranlle;phosphorus;ammonianitrogen;adsortionpIV 目录I摘要ABSTRACTIll符号/缩写与说明VII一第章绪11.1研究背景11.2赤泥概述21.2.1赤泥的来源及组成21.2.2赤泥的危害31.2.3赤泥资源化研巧进展31.3赤泥去除氮磯的研究现状51.4研巧的目的和意义6,1.5研究的主要内容6第二章实验材釋、设备及实验方法82.1实验设备及材料82.1.1化学药剂82.1.2仪器、设各82.1.3原串斗92.2实验方法1112.2.1赤泥基颗粒的制备112.2.2静态吸附实验研巧122.3实验测定与表征122.3.1实验分析与测定122.3.2表征分析13第兰章赤泥基颗粒吸附剂的制备及表征153.1赤泥基颗粒吸附剂的制备15..311赤泥基颗粒吸附剂的配方设计153.1.2赤泥基颗粒吸附剂的烧结温度设计173.1.3赤泥基颗粒吸附剂最佳工艺的研究183.2材料的表征233.2.1X畑分析233.2.2SEM分析243.2.3FHR25分析.2.2634理化性能分析3.3本章小结26V 第四章赤泥基颗粒吸附剂对水中碟的吸附性能研究284.1静态吸附实验方法284.1*28.1粒投加量不同脱14.1.2不同初始pH值284.1.3不同初始浓度28428.1.4不同反应时间4.2结果与讨论294.2.1RG1*投加量294.2.2初始巧的影响304.2.3初始浓度的影响3014.2.4反应时间的影喃34.3赤泥基颗粒对磯的吸附机理研究324132.3.等温吸附模型抵合4.3.2动力学吸附模型拟合34374.4吸附机理探讨4.4.1SEM分析374.4.2趾S分析374.4.3FTIR析38分4.5本章小结39第五章赤泥基颗粒吸附剂对水中氨氮的吸附性能研巧405.1静态吸附实验405.1.1不同投加量405.1.2初始溶液地405.1.3初始浓度40t1.4反应时间405.2结果与讨论415.2.1最佳投加量的确定415.241.2初始pH对氨氮吸附效果的影响t2.3溶液巧始浓度对氨氮吸附效果的影响42t2.4反应时间对氨氮吸附效果的影响435.2.5讨论435.3本章小结44第六章结论与展望456.1结论456.2展望46参考文献47VI 符号/缩写与说明巧号内容单位或量钢-iQ吸附容量mg-gA去除率%V抗粉化率%K吸水率%W耐酸/碱性%—ibLanmuirI/mg参数g也Lanu一ir平衡参数gm"‘/ni/n*nd,KfFreulich参数mgL巧‘i-qD-R模型参数mgg—公D-R模型吸附目旨’iBtTemkin模型参数LmgK—itTemkin模型参数Lmg’lk一i伪级动为学速率参数hji’’h伪二级动力学速率参数gmghfK加颗粒内扩散模型参数mg告vn 专业単位硕女论文亦泥基颗牧没附制的制各&其对水中孰蹲的硬甜研兜第一章绪论1.1研究背景赤泥是氧化铅工业提炼氧化铅后排放的废弃残渣,全世界每年的赤泥产量大于6000,3000万吨目前万吨而中国平均每年的赤泥排放量就超过,国内对赤泥的回收利用尚缺乏经济可行的方法,赤泥的综合利用率仅4%,除少部分用于制造墙体材料、生一产水泥等外,大部分W湿法露天筑顷的形式堆存。赤泥的堆存方面占用了大量宝贵的一±地资源,另方面堆存场场建及维护费用高昂,并且对周边环境造成不利影响,赤泥处理难度大的程惜己极大限制了我国侣工业的可持续发展,如何有效地处理、处置和资源化利用赤泥,使其变废为宝,己成为各国学者关注的焦点。有研究表明,赤泥具有胶结的孔架结构这使得赤泥具有较大的比表面积,而其主要成分中含有大量铁、铅、巧等活性金属氧化物一,表面具有定的活性,具备开发成为吸附材料的潜质,近年来己被广泛应用于重金属、有机物的吸附研究赤泥的资源化利用具有重大现实意义,己成为现今研究的热点课题之一。憐和氨氮是水生生物必要的营养性物质,也是引起水体中藻类过量繁殖的关键元素,过量的礎和氨氮可引发水体富营养化,使水中溶解氧含量减少,影响水生植物的光合作用,危害水生生物的生长,。随着社会工农业的迅猛发展人类活动的不断增加,大""量污染物的直排使水环境变得越来越脆弱,赤潮水华现象不断频发,直接威胁着US人类的健康和社会经济的发展郑焕春的研究显示,湖泊中水体总磯浓度为0..02mg(P)化、怠氮浓度为02mg(N)/L时,是水体发生富营养化的临界浓度。根据国务院发布的《2013年中国环境状况公报》,国控31个大型淡水湖泊和27个重要水库中,水质营养化程度严重27.8%,,处于富营养化状态的湖泊(水库)占中营养状态的57.4%占,我国300万平方公里管辖海域范围内处于重度富营养化状态的海域约有1.8万平方公里,而其主要的污染物指标为总氮、总磯。由此可见,我国水体富营养化问题突出,如何有效去除水中氮磯污染的问题迫在眉睫。目前,国内外较常用的水体除礎和氨氮的方法有化学沉淀法、生物法、吸附法、离子交换法和人工湿地但化学沉淀法和生物法最大的问题是处理后会产生大量的污泥,如处理处置不当,还会发生二次污染问题;人工湿地占地面积大,且除憐效果不高;1 专位硕古论义赤巧基颗化汉附询巧制去及其对水中征巧的汉附巧究一离子交换法存在选择性差、经济成本高等系列问题而吸附法其技术成熟、经济高;效、操作简单等优点被广泛研巧、铁、,有学者指出除磯材料的除磯效率与其材料中的巧’wsisitiitq、铅等金属氧化物成分有关,目前,稀有金属黏止类矿物和工业废渣等常用于。蕴藏着巨大的开发潜力,若能将赤泥应制备磯和氨氮的吸附材料赤泥是废弃的能源,用于废水中憐和氨氮的去除。,将具有较好的环境效益1.2赤泥概述1.么1赤泥的来源及组成赤泥(RedMud)是氧化铅生产过程中排放的泥状废渣,因其成分中含有丰富的氧化铁呈现赤红色而得名。我国是氧化铅生产大国,2013年全球氧化错产量约为9784.4万吨错Pai,而中国氧化的产量就占全球总产量的45.9%,氧化错生产过程中将排放大量的一口1-±矿赤泥,每生产吨的氧化铅会伴随产出约l1.5t的赤泥。随着铅工业的发展,错品味的降低,赤泥的总量有逐年增长的趋势。赤泥成分组成较为复杂,这与铅止矿的来源、品位和氧化铅的生产加工工艺等因素有关,目前国内侣止矿主要分布在山东、山西、广西、河南、贵州等地,铅主矿类型各异的特点决定了氧化铅的生产工艺,,我国主要存在H种主要的氧化错生产加工工艺分别为拜耳法、烧结法和混联法,根据相关文献记载,上述H种不同方法产生的赤泥成分、性质和物相组成存在差异。拜耳法是由奥地利化学家KJ卫ayer发明的,主要采用苛碱性溶液经加压溶出铅止矿中的氧化铅,此法工艺简单,投资少且产品纯度高,是目前氧化铅生产的主要方法,在当今世界氧化铅产品中,95%1^上由拜耳法生产,而拜耳法赤泥含有较高的FC203和Al2〇3,Ti元素含量也较丰富,矿物组成W赤铁矿、水化石植石W主矿为主。在我国,铅品味不高,除广西平果县W拜耳法生产氧化铅之外其余都使用烧结法或絕联法,烧结法在生产过程中需渗苏打和石灰高温锻烧,因此烧结法产生的氧PS化巧含量比较高二巧为主。我国混联,铁和锅的含量较低,矿物组成W碳酸钩和娃酸法生产氧化错的工艺主要是1^拜耳法系统和烧结法系统串联为主体,矿石经拜耳法系统处理后一联,再经烧结法系统进步处理回收,充分互补发挥两者的生产能力,因此,海法生产的赤泥有氧化巧含量高、铁碱含量低的特点,其主要矿物成分为珪酸二巧及其水合物。2 专业學位硕古论义赤巧基颗粒汉脚剂的制各及其对水中氣碟巧汉附研巧122..赤泥的危害、赤泥属强碱性有害废弃残渣,其中含有多种有害物质,目前,国际上主要采取堆存覆±和填海的方式对赤泥进行处置,而我国主要采用露天堆放的方式处理赤泥。赤泥的堆存方式有湿法堆存和干法堆存两种,其中,筑顷湿法堆存应用较广,但在长期的堆存过程中,大量碱液和有害物质会渗透入附近的±地,造成王壤的碱化,地表水和地下水也受到一定的污染,,经长时;赤泥干法堆存工序较为繁杂需投入高昂的浓缩处理费用间瞭晒、风干的赤泥易产生扬尘,,造成空气污染。上述两种堆存方式均占用大量±地,20且存在巨大的安全隐患国内外氧化错行业曾发生过多次赤泥溃巧事故,如10年匈牙利Ajkai氧化铅厂赤泥堆场决堤和2014年中锅河南赤泥库跨顷事件。随着错产业规模逐步扩大,氧化铅生产产生的赤泥量也日益增加,会给堆场周边原本脆弱的生态环境带来前所未有的巨大压力,如何资源化利用赤泥,减少赤泥的堆存容量才是铅工业实现可持续健康发展的长久之计。1.2.3赤泥资源化研究进展一,是作为建材的原料目前赤泥的资源化利用途径主要分为王个大的方面:,加工利用;而是回收赤泥中的有价组分;H是在环保领域中的应用,W废治废。1.2.2.1建材原料二烧结法生产赤泥成分主要桂酸巧矿物为主,与粘止性质相似,可用来生产水泥、一砖块、陶瓷、陶粒、混凝±等建筑材料,目前,该方向研巧技术相对成熟,国内第条赤泥配料水泥生产线于1963年由山东铅厂组建,利用赤泥湿法生产普通超酸盐水泥,几十年来共消耗了800多万吨赤泥,生产水泥3000万吨,2003年该公司新建新型干法水泥P4^Py熟料生产线,年产水泥300万吨;杨家宽等人利用赤泥、粉煤灰和矿山石渣为主要一原料制备了赤泥免烧砖,并在国内第条赤泥砖的生产线上进巧了中试生产,生产出来py的免烧砖性能良好,具有较好的经济性;KalkanE将赤泥和水泥浆作为稳定材料添加到粘±中,得到的混合样品较粘王的抗压强度高、渗透性能低、膨胀系数小、稳定性能好,可在工程应用中作为衬垫层;在赤泥的开发利用中,陶粒研制占有非常重要的地位,°,在80TC入炉,200C保温烧结lOmin谢襄漓等人赤泥为主要原料C1后自然冷却方式 ̄ ̄制备了轻质烧胀陶粒,其吸水率在7%14%之间膨胀率可达到160%175%度,,筒压强3 专化単位巧女论文布巧塞烦化汉脚轴的制奋及其对水中纸薄巧汉樹?研巧3 ̄范围2.03.2MPa,颗粒密度llOOkmAn,可作为环境修复材料和用于工程建筑,;此外赤泥还可作为路基的填充材料,可大大提高赤泥的用量减少堆存带来的高额维护费用,28齐建召[]等人W大量应用赤泥为原则,配W少量紛煤灰和石灰,研制出的新型赤泥道路一基层性能优良,并达到国家相关标准,适用于级和高速路路面基层,应用在修筑公路上面同年一2005年,山东溜博修建了,,共;条长4公里宽16米的赤泥路基示范性路段2刀一消耗烧结法赤泥多吨,该公路达石灰稳定主级和高速路强度要求,利用赤泥作为PSl路基填充材糾在国内首次获得成功。1.2.2.2有价组分的回收赤泥中富含大量的有价金属元素和非金属元素,是非常宝贵的二次资源,国内外许多研究表明,从赤泥中回收有价组分在技术上是可行的。孙永峰等人W拜耳法赤泥为‘研究对象-50C,采用磁化梧烧磁选工艺回收铁精矿,yA碳粉(6%)作为还原剂,7焰烧20min,磨矿5min,经2次磁选将Fe2〇3转变成Fc3〇4,获得晶位化4%的精铁矿,回收率31。-LenardouS[C%、固液比:为49.6Agatzini.堆温度饥20的条件下,用浓度为;等为16mol/L的硫酸浸出赤泥,从而使赤泥中的金属富集在酸液中,其中获得二氧化钦的浸出P2率为64.5%,氧化铁浸出率为46%,还有约37%的氧化铅KasliwalP.等制用酸处理法‘经水洗后二氧化钦富集率达处理后的赤泥残渣与碳酸钢海合在1150C下睹烧115min,S‘PI金属的富集中:、C、90min76%,徐滞8180;在对赤泥中稀有等在固液比温度浸出时间的条件下,用盐酸浸出赤泥中的金属筑,浸出率高达%.63%,再用P2O4作为萃取剂,伉的一次萃取率达97.99%,使赤泥中的镜得到很好的富集。1.2.2.3巧保领域的应用赤泥在环保领域的研究主要集中在水处理、大气治理和±壤修复等方面。研巧表明,赤泥具有较好的吸附性能,,可制备出性能优良的吸附材料常见的赤泥吸附剂制备方法大都采用酸化处理、盐改性、热处理和添加外加剂混合烧结几种,并广泛应用于废水中2+2+2+2+pwg3-Cd、Cu、Pb、Zn等重金属的去除,As、NH3N、PO4巧F等无机污染物的吸36’‘3^3839[111。附,有机废水的脱色和放射性污水的处理等由于赤泥中含有大量的碱性物质,对酸性气体有较强的吸附能力,且赤泥中的铁、铅、巧等金属成分对硫起固定作用,因此赤泥在大气治理方面的研究主要是对含硫气体和二氧化碳的吸附。南相莉等利用拜4 专业學位硕古论义赤泥基硕化双府■前的制备及其对水中気蹲的设附研巧耳法赤泥吸收S〇2尾气,,在适宜条件下S〇2的吸收率为93.14%处理后的尾气排放中S〇2浓度可达国家排放标准,同时赤泥的脱碱率为70.45%,脱碱后的赤泥达到生产水泥的碱W度要求,0,;林建飞等队赤泥作为捕集剂,对C化进行捕集在温度3。固液比7:1攒拌转速500r/min、C〇2流量为200mL/min的条件下,赤泥对C〇2的最大捕集量为0.0263g/g,42.43%。此外赤泥脱碱率为,赤泥富含众多碱性物质,赤泥对王壤中的重金属离子具有很好的固着作用,且可作为酸性止壤的改良剂。1.3赤泥去除氮稱的研究现状早在二十世纪七八十年代,赤泥应用于废水除磯进行研充就己得到重视,西班牙人WELdez.p等听平估了赤泥应用于废水除礎的可行性,认可了赤泥在废水除稱领域的应4[用Pradhan刊日保加利亚的B.Koumanova;印度的等等分别用盐酸和硫酸活化改性赤泥,证实酸活化改性赤泥对废水中的磯有较好的去除效果李燕中等对比酸活化、;猜烧活化、热酸活化H种改性活化赤泥对除稱吸附能力,表面热酸活化赤泥除磯能力更强。较赤泥作为吸附剂应用于水体除稱的研究,其对水中氨氮去除的研究鲜有报道,有ODtW学者将粉末赤泥用作垃圾填埋场的衬层材料,研巧其对氨氮和C的吸附能力;而47[]刘逸洲等等用铁盐改性后的赤泥吸附氨氮,吸附能力有所提高。但是,赤泥用作吸附,吸附材料多为粉末状剂的研究中,不利于固液分离和回收,应用前景有限,而赤泥具备有烧制成陶的性能,若能将赤泥制备成具有废水除癖且兼备氨氮吸附性能的可滤材料,即可解决粉末状赤泥难W实现回收利用的问题。因此,制备出有吸附能为强、结构稳定的除憐可滤材料研究前景广阔,而将赤泥制备成除癖滤料的研究近几年才得到关^s-sw注,Yue和Zhao等用赤泥渗膨润王和淀粉,烧制赤泥除磯颗粒,在40(rC预热20min温度100CTC括烧lOmin制备的样品具有较好的除磯能力,吸附和再生性能良好。然而赤泥成分中含有大量的FtWe2〇3、CaO等,直接用于烙融烧结会使液相生成的温度升高,因此传统将赤泥烧制造粒,烧成温度要求较高耗能较大,不利于节能环保。?据统计,全球的固体废弃物中,废玻璃就占了7%,我国城市每年有约450750万吨的废弃玻璃产生,占城市生活垃圾总量的4%左右中国对废弃玻璃回收利用的工口3] ̄作起步比较晚,13%15回收利用现今仅有%的废弃玻璃得到有效,有关学者指出,一吨废弃玻璃相当于节约一每回收100kg的燃料,而回收个玻璃瓶重新利用所节省下来一stw的能量,可提供个灯泡持续4小时的照明。废玻璃是可再生资源,对其回收利用将5 专业単化硕女论义布巧基破检汉樹嘴)的制去&其对水中级巧的汉冊研免带来可观的狂会效益和经济效益一。玻璃的化学成分般主要为Si〇2、Na2〇、Al2〇3、CaO和少量的K2O、MgO等,废玻璃可用作替代粘±烧制砖块或者陶瓷制品,其可提高材ssti料强度,作为助溶剂,可降低烧成温度,节约能源,减少开支。刘培德等用玻璃粉部、、分取代长石,W高岭±玻璃粉长石和石英成功研制出合格的墙地砖,实验表明,适量引入废玻璃有利于提高产品的成品率,且烧成温度降低,减少了能耗,节省了生产成本。综上所述,在采用廉价固体废弃物为原料的原则上,,本研究赤泥为主要原料添加废弃玻璃作为烧结成陶助剂,利用废玻璃中珪酸盐类物质含量島、烙点低且烙融范围、。广的特点,制备廉价经济、环保的赤泥基颗粒吸附剂,并用于氮磯废水的吸附研充1.4研究的目的和意义广西是铅止矿的主要产地,赤泥的堆存问题巧环境问题较为严重,但拜耳法生产的赤泥较其他方法生产的赤泥有铁、错等元素含量高等特点,若能加W利用,则将带来巨大的的经济效益、社会效益和环境效益。目前赤泥制备陶粒都需要通过高温烧结,使物料在烙融状态下发生化学转换进行重组造粒,而拜耳法赤泥中含桂量较少,在考虑提商废物利用和低能耗的前提下,本研究将磨细后的赤泥混W高娃含量的废玻璃粉末为主耍原料,添加粘结剂和成孔剂,利用细玻璃末烙点低、析晶能力强等特点,采用烧结法,降低烧成温度,研制具有抗震性能好、除磯效能高且兼备氨氮吸附能为的赤泥基颗粒滤料。本研究矿业废渣和废弃材料为原料,为利用赤泥和废玻璃来制备吸附剂提供了理论基础,减少固体废物的堆存容量的同时降低了废水处理的成本,对废弃物的综合再利用和节约能耗方面意义重大,期达到W,在废水除稱和氨氮方面具有重要的应用价值废治废的效果。1.5研究的主要内容、本课题的研究主要利用广西拜耳法生产赤泥为基本原料,惨W废玻璃、高略±碳粉等为辅料,经高温烧结制备出赤泥基颗粒吸附剂,研巧其最佳制备工艺,并对其吸附。磯和氨氮的过程展开探讨本研究内容包括如下几点:(1)赤泥基颗粒的制备6 ?专化单位项?赤巧基硕化巧脚前的制奋&其对水中飘巧的巧drife义》附研巧W吸附容量和抗粉碎性能为指标,考察配化、烧结温度、保温时间等多影响因素,研究分析确定最优制各工艺。,制备出具有高效吸附性能的赤泥基颖粒吸附剂(2)吸附剂的表征采用相关检测仪器,测定赤泥基颗粒吸附剂的吸水率、抗粉化率、比表面积等物理指标-,并采用X射线衍射分析、电子显微镜分析、傅里叶红外光谱分析等对其理化特征进行表征。(3)废水中稱的吸附考察不同因素条件下赤泥基颗粒吸附剂对磯的吸附效果,通过动为学吸附模型和等温吸附模型的建立,分析其吸附过程,并巧用通过电子显微镜观察、孤S能谱分析、傅里叶红外光谱分析等,研究其对磯的吸附机理。(4)废水中氨氮的吸附考察不同因素条件下赤泥基颗粒吸附剂对氨氮等吸附效果,并与If类型氨氮吸附剂进行对比,探讨赤泥基颗粒吸附氨氮废水的可行性。7 专业単位硕古除文赤巧基颗化汉附狗的制去&其对水中孰巧的汉册研巧第二章实验材料、设备及实验方法2.1实验设备及材輯2.1.1化学药剂-本实验所需的化学药剂如表21所示:一表2-1化学试剂览表Tab-eale21Scheduleofchemicalrgents序号名称分子式?生产厂家二1稱酸氨钟KH2PO4分析纯广东省化学试剂工程技术研巧开发中也2过硫酸钟KiSzOs分析纯上海强顺化学试剂有限公司3酒石酸涕钟K(SbO)C4H4〇6.1/2H〇分析纯天津市光复2精细化工研究所4馆酸按(NH4)6M〇7〇m.4H2〇分析纯天津市化学试剂四厂5抗坏血酸CsHgOs优级纯广东省化学试剂工程技术研究开发中也6硫酸H2SO4分析纯成都市科龙化工试剂厂7氯氧化巧NaOH分析纯广东省化学试剂工程技术研究开发中也8氯化按NH4CI分析纯广东光华化学厂有限公司9KNa,4H〇分析纯天津市北方天医化学试剂厂酒石酸巧钢C4H4〇6210破化束Hgl分析纯贵州省铜仁化学试剂厂11破化钟KI分析纯广东光华科技股份有限公司12盐酸HC1分析纯成都市科龙化工试剂厂13去离子水实验室自制2.1.2仪器、设备2-2所示本实验所需的实验仪器如表:8 专业學位硕女论文赤泥基破粒汉樹巧巧制各及其对水中涼巧的双脚巧巧表2-2实验仪器列表Tab2-2Schedeofexeenastrumenle山primtlints序号仪器名称型号生产厂家1-托利多仪器分析天平AL204梅特勒(上海)有限公司2250万能粉碎机DFT-25温岭市林大机械有限公司限公司g手提式高速3行星球磨机QM-3SP2南京大学仪器厂4电热恒温鼓风干燥箱PHG-9023A上海精宏实验设备有限公司S--5箱式马弗炉X2413沈阳节能电炉厂6KSY可控桂温度控制器XMT-C800沈阳节能电炉厂7恒温水浴振荡器SHZ-82A金坛市国旺实验仪器厂8H计PHS-3C上海虹益仪器仪表有限公司p9可见分光光度计722G上海精密科学仪器有限公司-10立式压力蒸汽灭菌器PHS3C江阴滨江医疗设备厂DSC-7am11差热分析仪美国Giy公司12X-射线双晶粉末衍射仪Smartbb日本理学株式会社13场发射扫描电子显微镜X-MAX80英国牛津公司14傅里叶变换红外仪Nicolet6700赛默飞世尔科技有限公司15BET比表面积分析仪GermniW美国麦克仪器公司2.1.3原料(1)赤泥成分分析本实验所选用的赤泥取至广西某侣厂,为拜耳法工艺生产赤泥,对赤泥进行XRD衍射仪物相组成分析结果如下图2-1:1'而〇3312.CaC〇33.??i3CoOS〇4抒i4-C幻Ti〇3.A〇H1,45/〇i)3*^1.22I4356514.I.I....I.III02030400反00SO157°20/图2-1赤泥的X民D图谱-F.21X民Daernsoferedmudigpt化9 专化學位项古论文赤泥基颗斗立汉酣亦J的制各及其对水中盈满巧双附研巧由图2-1,,(Fc2〇3)、aC〇可知拜耳法赤泥的矿物组成较为复杂tu赤铁矿方解石(C3)3CaaA,和水化石檔石(l2〇3Si〇r4H2〇)含量最高,此外还包含有巧铁矿(CaTi〇3)、一H水硬铅石(AIO(O))、H水铅石(A1(0H)3)等物相。赤铁矿、方解石、水化石墙石和三水锅石等有一定的胶凝作用,其中赤铁矿和方解石还具有骨架结构。赤泥的化学组成与铅止矿的成分和采用的氧化锅生产工艺有关,通过XRF巧光光-谱对该赤泥的化学组成进行分析,结果见表23。2-3w表赤泥的化学成分(t%)Tab-le23Chemicalcomponentsofredmud(wt%)样品Si〇2AI2O3Fe2〇3CaOMgOK2ONa2〇TiO]SO3S27.07.3.6512.0.760.16460.369赤泥164256546.19.99.9-二氧化娃由表23可见,、氧化铅、氧化铁和氧化巧四者含量占赤泥成分总量的81.71%,为赤泥的主要成分,此外还有部分碱性金属氧化物。赤泥具有较高的Si〇2和Al2〇3组分,其性质与粘±类物质相似,此外还发现,赤泥中含有大量活性金属氧化物成分一,因此赤泥表面具有定活性。(2)废玻璃粉的成分分析本研巧所用的玻璃为日常普通废旧玻璃制品,玻璃捣碎成为玻璃渣并经球磨后,过1002-2目标准筛,经X射线衍射分析仪测定其物相姐成所示。,结果如图州嘯麵龜**.I■I■1..I..1II4050607010203080°29/图2-2废玻璃的X民D国谱-Fi.22XRDatternsofthewastelassgpg由图2-2看出,该图谱中无强烈尖锐的衍射峰,整条图谱曲线较宽扁且在低角度出10 专化単化项古论义赤满基巧化或甜询巧制备及其对水中盛巧巧汉柏■巧巧一一现个矮头峰。,表明废玻璃粉末没有特定晶体,是种非晶状态-4通过XRF焚光光谱对废玻璃的化学成分进行分析,结果如表2所示。表2*4废玻璃粉的化学成分(wt%)Tab2-onenle4Chemicalcomptsofwastelassowder(wt%)gp祥晶扣〇2Al〇3?均〇3CaOMO&0Na2〇TiOSO2ga3I——赤泥75.16160.20299占5.2.188093.061.18-0由表2*4可W看出Na,玻璃粉中75%的成分为Si〇2,并且含有大量的2〇等具有助烙作用的碱金属。制备陶粒的关键是原料中有具备高湿下能生成黏性大、不使气体外逸的烙融组分,而废玻璃烙点范围宽,高温融化可产生液相,因此在赤泥颗粒的制备中,添加废玻璃有助于孔的形成和降低成型湿度,可实现赤泥颗粒的低温烧成。2.2实验方法2.2.1赤泥基巧巧的制备一二是生料本研兜赤泥基颗粒吸附剂的制备包括H部分,第是原料的前期准备,第-3所示颗粒的制备,第H是赤泥基颗粒的烧制,其工艺流程图如图2;筛选、烘干、 ̄研磨赤泥 ̄称量配比、过筛tI取料??揽拌、混合巧^!—外加剂一I‘-——1化C烘干<室温静止陈腐2仙*手工造粒?加适量蒸溜水调制糊I过6目筛入炉烧制?成品赤泥基颗粒吸附剂图2-3赤泥基颗粒的制备工艺流程图F-i.23Prearationrocessofredmudbasedranlleadsorbentgppg(1)原斜的前期准备‘赤泥、废玻璃粉、高岭±经筛选后于105C下烘干2h,取出研磨,分别过100目标11 专化単位项古论文赤巧基硕化汉附巧巧制去&其对水中宛巧的汉前研究准筛,装袋,备用。(2)生料颗粒的制备W实验设计好的配比一(祥见3丄1),,按定配比称量各原料絕合,充分拨拌均匀,一加入定量蒸馈水泡匀-m,调成粘糊状,{^手工造粒(粒径约为23m),将料球置于室‘温下干燥24h,再置于干燥箱中105C干燥化,制得混合生料颗粒吸附剂。(3)赤泥基颗粒的烧制4(xrc将生料球有序排列置于瓷方舟内,待马弗炉炉温达,将瓷方舟送入炉膛内,‘C/m一约5in的升温速度升至烧结温度,,保温定时间,关闭点源将瓷方舟取出冷却至室温,过6目标准筛,制得赤泥基颗粒吸附剂。2.2.2静态吸附实验研究一定质量的赤泥基颗粒与将50ml模拟废水置于100ml具塞锥形瓶内,在恒温水浴一定时间振荡反应器中W振速lOOr/m虹振荡。反应结束后,取上清液过滤,稀释至分光光度汁测定范围,W蒸馈水作为参比,测定吸光度,具体分析测定方法见2.3。2.3实验測定与表征2.义1实验分析与測定(1)磯的测定磯的测定采用国家标准方法—《水质总縣的测定钢酸按分光光度法》56[](GB1-189389。(2)氨氮的测定氨氮的测定采用国家环境保护标准—《水质氨氮的测定纳巧试剂分光光度法》[巧(HJ-5352009。为反映赤泥基颗粒对氮稱的吸附能力一采用吸附容量,对吸附剂吸附能力的表征统和去除率表示,根据吸附前后溶液中氮磯的浓度差,计算出赤泥基颗粒对氮磯的吸附容-量-1)Q和去除率A,计算公式如下(2和(22);-C色e=。来-吸附容量0(21)m12 专业单技硕古论文赤巧基颗牧欢附制巧制各&其对水中氣礎的化酣巧巧4=拉I鱼)x-22)去除率100%(C〇其中--m/L:Co模拟废水初始浓度(g);Ce---t时刻模拟废水的浓度(mg/L);V-…L溶液体积(;)m—吸附剂质量(g)。2.义2表征分巧(-1)X射线衍射分析°-(XRD)使用X射线衍射分析定性分析晶体结构和物相组成,实验扫描速度10/min,°° ̄扫描电压为30kv,电流为20mA,扫描范围为1080。(2)扫描电镜分析、二真空条件下对样品表面进行锻金处理后,采用扫描电子显微镜在加速电压次电x ̄x.5KV、lOmn和258〇〇子像分辨和放大倍数范围分别为1.万倍的测试条件下,对生料球及烧成赤泥基颗粒样品的微观形貌及内部结构进行观察表征。(3)傅里叶红外光谱分析将烘干的试验样品与漠化钟混合均匀(比例约为1:200),在无水环境下于玛瑶研体。中磨细,压制成片后进行透光测定(4)抗粉碎性能测试赤泥基颗粒吸附剂置于烘箱内烘干至恒重,对其定量称取,质量记为mi,与50ml蒸馈水置于lOOmL具塞锥形瓶内,于实验相同转速lOOr/n血条件下恒温震荡3h,取出°未破碎的赤泥基颗粒吸附剂,在105C烘箱内烘干至恒重,冷却至室温,质量记为m2,-根据公式(23)计算抗粉化率1:1抗粉化率;7=^(2-3)m玉(5)吸水性能测定吸水率用于衡量赤泥基颗粒的紧致性能—法》,W国家标准总局《轻骨料试验方5s‘[-8至室温后(她28421)功标准。将赤泥基颗粒于105C烘箱烘干至恒重(g),冷却,等量分成H份,称取每份的质量,然后将其放入盛放有蒸溜水的玻璃杯中,吸水比后,13 专业単化巧女论文赤巧基颗化汉耐狗的制去及其对水中面■媒巧汉地研巧将赤泥基颗粒置于干巧干的湿毛巾上来回滚动数次,抒千毛巾,重复实验,然后称重-(g)。赤泥基颗粒比吸水率K计算式如(24):i化吸k=-水率(24)各(6)耐酸性能测试‘C将赤泥基颗粒于l〇5烘箱烘干至恒重,质量记为M,分别置于1%的H2SO4或1%‘的NaOH溶液中浸泡一天,将完好的赤泥基颗粒取出,于105C烘箱烘干,蒸傭水洗净泥基颗粒耐酸7?性能W计算式如(2-5)至恒重,质量记为Ml:,赤=-/-if?1X100%(25)(M14 专业单化项古论文赤巧基额化巧>耐制的制去&其对水中苑巧巧汉冊巧巧第;章赤泥基颗粒吸附剂的制备及表征3.1赤泥基巧粒吸附剂的制备113..赤泥基颗按吸附剂的面方设计、铅组分是赤泥焼结成球的基础原料珪,较高的Si〇2和Al2〇3是制备成赤泥颗粒坚一实骨架的重要保证,Si〇2和Al2〇3在高温下烙融,形成定粘度的溶融相组分,內部经一系列复杂的化学反应产生气体,气体的产生和释放使熟性状态的颗粒球内部产生类似球形的孔洞,并随气体的流动产生各种交联的孔结构。wtie-A-传统制备陶粒RilyH元法(Si〇2l2〇3助溶剂)配料相图中,原料Si〇2的最优 ̄79%〇 ̄25%CaO组成范围较高(46%),其次是Al23(1〇%),此外还有、MgO、Na2〇 ̄和K2O等助溶剂(13%26%)。而本实验所采用的广西拜耳法赤泥有娃低助溶剂高的现。象,难W实现在该化学组成范围内烧结有学者提出,适当降低娃的含量,并提高助溶剂的含量也可达到较好的烧成效果,并有助于烧结中形成液相,还可降低烧成温度,如 ̄45%谢襄漓等在用赤泥烧制烧胀陶粒的研巧中,在Si〇2含量为25%、Al2〇3含量为 ̄ ̄12%16%、助溶剂(CaO、MO、Na2〇和区〇等)含量为30%40%的条件下,烧制g2wit的陶粒膨胀效果良好,可作为环境修复材料和建筑工程材料;同样,Tsai在Si〇2含量 ̄35%44% ̄为、Ab〇3含量为1〇%26%、助溶剂(CaO、MgO、Na2〇和&0等)含量为%%^4%时,此污泥灰为原料可制备出性能良好的陶粒材料。综上所述,烧制陶粒较适宜的原料化学姐成范围大致如图3-1中实线区域所表示。15 专业輿化硕古论文赤巧基颗化汉酣菊巧制去及其对水中盈现的汉樹巧巧本研巧W烧制陶粒配方设计为制备赤泥基颗粒材料的基础。W充分利巧赤泥的前提一,下,抵添加废玻璃材料弥补赤泥娃含量低这缺点,结合拜耳法赤泥和废玻璃的组成确定实验配方组成3-1,图中虚线所示区域为本实验配料化学组成范围。SiOjlOO%./(XMA/y/^入E70%AI20370%5050403020溶剂10?3-困1肉粒制备原料化学组成相图-hFi.31Therawcemicalinceramsiterearationgpp本研究赤泥基颗粒的烧制大量利用赤泥为目标,赤泥选取比例不低于50%,在满-足符合燒制组成范围的基础上,设计四组原料配如表31;-颗粒材料的配比与设计w表31赤泥基(t%)b-Tale31Thematchinanddesinfdmudbalwt%goresedranue()gg-编号赤泥废玻璃高峻止碳微RG1801055RG2751555民G3702055RGA55^^16 专业学位硕古论文赤泥基颗化双附烟的制各及其对水中忿踏的设附研巧3.1.2赤泥基巧粒吸附剂的烧结温度设计烧结过程是决定陶粒成型及产品性能的重要环节,为确定烧结温度范围,对陶粒的-主要成分赤泥进行TGDTA分析(ThermalravimetricAnalsisTG),其中热重分析gy,是指样品质量随温度变化走向的曲线,差热分析(DiferentialThermalAnalysis,DTA)是待测样品与某种在实验温度下不发生任何变化(物理变化和化学反应)的参比物进行等速变温相比较,待测样品温度的增高或降低表现为放热或吸热反应。本实验样品测试°°’条件为:氮气环境下,初始温度为20C,升温速度为10C/min,最高湿度为lOOOC。-DSC分3-2所示赤泥的TG析结果如图;102I1^-100^—巧1-9目5%化;《《T92^、1-\590.25%88-I—86<111i111■02004006朋8001朋0T/r图3-2赤泥的DSC-TG曲线F--mud.32DSTGcurvigCeofred3-2可由图知:,赤泥的热分解分为H个主要的失重区间°°一 ̄(1)200410C271C峰值向下,为吸热反应,,有个尖锐的差热峰,峰值为,此阶段为表面水的受热脱除fW,如H水铅石、径巧石等的分解脱水,质量损失约为5%;°’一10 ̄5(2)4^C510C物质结,有个宽且强的差热峰,峰值为,此峰值为内部矿一31-晶水脱除,如水硬铅石分解脱除结构水生成aAl〇户,此阶段也伴随着有机物碳化2的发生,表现为有少量的气体开始产生,该阶段的质量损失约为2.5%;17 d■■专化単位硕trte文赤泥接硕粒双附拥巧制奋及其对水中知弹巧双附巧宝°’一3?()575850C,有尖锐的差热峰,峰值在686C,此阶段伴随着有机物的分解sfw放热和矿物质成分的吸热分解,,,如方解石等碳酸盐类物质的分解此阶段有气体产生由于吸收的热量大于有机物释放的热量,差热峰值为负值,质量损失约为5.25%。众多研究表明,C0和C化是陶粒产气的主要气体成分,主要分为料球内部水分蒸‘?、C开发有机物碳化燃烧产气和盐类组分分解产气H种类型,其中,有机物在400600°a ̄CFeS始碳化分解,碳酸盐类(CC〇3、MgC〇3)分解温度为400900,硫化物(2、S)°’65tlCF ̄分解温度近900,e〇)分解温度较高10001300C。氧化铁类(23,为高温入炉易引发炸裂一,为达到良好的烧胀效果,生料球在烧制前般需进行预热处’一理?,预热温度般为300500C。根据赤泥的失重曲线和料球内物质的产气变化温度,’°本次选取400C为入炉温度,W5C/m虹的速度缓慢升温,此过程相当于预热处理过程,’且W400C为入炉温度时既可保证颗粒内部结合水的有效脱除,又可使有机物充分碳化’。C产气,为料球表层的软化做充分准备由赤泥的失重曲线可知,赤泥的失重量在850’一后变化不大量趋于平稳融温度?800C,材料质,另外,根据相关文献,玻璃的烙般为700左右,温度过高则会造成烙融组分的粘结。因此,本实验拟选取700、800、900、looor四个温度进行烧结温度研究,并选取5、10、15、20min四个保温时间。11.3赤巧基顆抵吸酬最隹工艺的研巧由于赤泥基颗粒吸附剂的制备参数与原料的配比和烧制工艺的不同有关,且各因素之间都存在相互影响的关系,需要用科学的实验方法来确定最佳的工艺条件。正交实验是研究多因素多水平的实验设计方法,实验数据均匀分散,齐整可比,并大大减少了实一验次数,是种高效、便捷、经济实用的实验方法。本研巧巧用正交试验联合单因素实验确定最优的工艺条件。利用DPS软件进行正交实验设计,通过前两章拟定的原料配比3-、烧结温度和保温时间S个因素,各因素选取四个水平,得正交实验水平表如表2所示S因素四水平正-。,交实验设计表如表33所示W憐的吸附容量和抗粉化率为考察3-3的主要指标,实验结果见表。18 专业学化硕db论文赤带墓颖粒汉閒■制的制各或其对水中忿蹲的设附巧與表3-2赤泥基颗粒吸附剂正交实验因素水平表Tab-2Thvrsrxnleseleelfactoofothogonaleperimet水平原料配比(A)烧结溢度(B)保温时间(C)1民G170052RG2800103RG3900154RG4W表3-3正《实验设计确定的制备条件Tle3-3Preieddeabarationcondinpitiondetemi打byorthogonalsg ̄ ̄片口原料配比烧结温度保温时间抗粉化率吸附量头—龄站可(A)(B)(C)(%)(mg/)g1.11197983.31212299263.82.313399.374.0841499.4.56251521298.783.26622199.193.3372499.3.54359824399.682.41931399.082.621032499.482.721133199.702.85123499322.8.081341499281.80.1442399.632.151543299.862.261164499m1.69-民根据表33的,其中Ki(第实骑结果,经过数据处理,计算各列的K、k值和极差,k一J列)为第列中数字叩所对应的指标值之和;i为Ki的平均值,同因素下ki值越j大,则指标值越理想;民(第j列)为第j列中kl,k2...的的最大值与最小值么差。根据ki的变化规律和民值的大小,分析每个因素对指标的影喃趋势,并排列出各因素的影响主次关系--。正交实验结果见表34和35.19 ■制的術专业学tfl:硕女论文恭银暮颖牠双樹I备次其对水中孤蹲的设附巧巧表3-4正交实验设计分析)(抗粉化率b-Tale34orthoo打alexerimentofcrushin化5施。〇6gpgI—^9J.^.\|i'3yt—扣称rTT?7^—原料酷比(A)烧结温度(B)儒温时间(C)396>W17395123S6.78,..W2397.19397.56397.73W3398.09398.47397.76W986839998397.8643..w99..04987899.20抗粉化率i/%W99.3099.3999.432W399.5299.6299.44W499.6799.7599.47艮0.630.970.27因素主一次B>A>C表3-5正交实验设计分析(吸附量)T-enfabamoundbedle35orthogonalexprimetotasor—指标分析项目原料配比(A)烧结温度(B)保温时间化)13..7210981U8K212.巧12.0311.41Ka10.2612.7711.:26K47.908.6910.62k3..432.74280,吸…附量,/msg/ge.012kz3.153.85ka2.563.192.81K41.972.172.65R1.461.020.20因素主一次A>B>C’由表3-4可W看出CW上烧结温,赤泥基颗粒吸附剂的抗粉碎率整体较高,SOO度烧结的赤泥基颗粒抗粉化率都大于99%,均有良好的抗震性能。赤泥基颗粒抗粉化率的极差大小排序为民b>Ra>Rc,表明烧结温度是兰个因素中最重要的,主要原因分析可能°‘是700C下烧结的赤泥基颗粒硬度还不够稳定,当温度达800C及^>1上时,赤泥基颗粒稳定性明显增大。表3-5表示赤泥基颗粒吸附剂对憐的吸附性能实验结果,从表中可W看出,原料配比、烧结温度和保温时间的极差值分别为1.40、102.2.、0,而极差值越大,对指标的影20 dt论义赤泥暮颗化效府■前巧制各及其对水中氣雜巧化附巧巧专化単位硕I,响越显著,因此,原料配比是影响赤泥基颗粒吸附剂吸附鱗的最重要因素其次是烧结温度。-3-334将S个因素对指标的影响趋势进行分析如图和图所示:99-.SI1巧.798?9.^■.h阻■/f'P助./99.I/I/.3I/t/\h/&'’//化.8沾./巧./_2t.日RGRG36241620221RG2R647巧7巧㈱脚脚蝴1咖46101118F蜘mra耐ture/tnane/mmrawmtieriaoSkitil^听g图3-3王因素对抗粉化率的影响超势F-inig.33Thethreefactorsimpact〇打crushgresistance-由配方设计表31可知,配比RGKRG2、RG3和RG4的玻璃粉渗量由10%W5%‘增速递增到25%3-3,由图可W看出,玻璃粉渗量越高,抗粉化率越大,表明了赤泥基颗粒的抗粉碎性能与玻璃粉的渗量有关,这可能是由于玻璃粉提供了大量的Si〇2和Na2化在烧结过程中起到助燃的作用,提高了抗粉化性能。H因素在不同条件下,赤泥基颗粒的抗粉化率大都在99%W上,说明H个因素的升高或降低对抗粉化性能的改变頓度所占的比例很小,可,因此,不1^成为抗震性能良好的吸附材料在后续研究中将其作为选择最佳实验条件的依据。3.6r.■2.835Mr\\.\3:r\1:\\?.■?-?-?-1.1.II■1.I.I.I.I.I.-IL丄.I:q^g7007说咖850撕蝴1伽48巧巧劝贿1RG2R63RG41610巧422n帕偷alnoFirinmerature/X)wtigtepi/miSoakingtiDen图3-4王因素对吸附容量的影响趋势F-iftittadsorbedg.34Thethreeacorsmpaconamoun21 专业舉位硕女论文赤泥暮颗粒效附制的制奋次其对水中额蹲的效附研兜由图3-4可W看出,赤泥添加量与除磯性能成正比,说明赤泥是赤泥基颗粒吸附除°磯的主要成分7〇(TC到9〇oc,吸附剂的吸磯能力持续上升loocrc;烧结温度从,时吸附剂吸附能力明显降低,W烧结温度90(TC条件下考察的指标效果达到最佳;保温时间-对吸附性能的影响在515min内变化幅度不大。由正交实验直观分析可W得到最佳的实’验结果为原料配比RG1,其巧焼温度为900C,保温lOmin。在实际操作中,实验温度梯度较大往往会有误差,为得到最佳的工艺条件,在正交实验的基础上,选择影响显著的因素和水平进行单因素实验,本次原料配比拟选取RG1、一RG2、RG3?,烧结温度范围为85095CTC(Wl(TC作为个梯度,保温lOmin)进行实验。憐溶液的初始浓度为50mg/L,实验阳值为5,投加赤泥基颗粒4g/L,W转速lOOr/min°7-恒温(2C)震荡180min35,结果如图所示。8I1-98—6-RG1RG2-97;,I00RG3?5--961■I-i尸I3--93I?、'、*-.92、?-A-2-*?-91I1...——]111111i1.1i90820840860朗0900920940960°Firntemerature/Cigp图3-5不同制备条件下赤泥基颗粒对轉的哎附效果/抗粉化率影响F-mud.5Theamounrrusressanceorvarousredranlleig3tadsobed/chingitfibasedg°--由图35可知,在800900C烧结温度下H种配比的赤泥基颗粒都表现出良好的,抗粉碎性能,较配比民G1和RG2,爾比RG3的抗粉碎性能表现最佳,而吸附性能则相一反,致配比,RG1赤泥基颗粒的吸附性能明显高于RG2和民G3送与正交实验结果;°’°RG1、RG2和RG3达到最佳吸附量的烧结温度分别为870C、850C和840C,添加废玻璃粉样品烙融温度范围相应拓宽,达到最佳烧结温度后,随温度的升高烙融相会堵塞生成的气孔,使吸附性能下降。结合赤泥用量和赤泥基颗粒吸附剂的吸附性能等综合考虑>,确定1101,1^配方为1即°赤泥惨量为80%,废玻璃粉惨量为10%,高岭±5%和碳粉5%,烧结温度为870C,保22 专业学位硕古论文责躬暮颗牺双的■制的制奋沒其对水中致蝶的效附巧免温lOmin,为赤泥基颗粒吸附剂的最佳制备王艺,在此条件下的赤泥基颗粒对磯的吸附能力为82m*4.g/g,抗粉化率为99.33%。下统称为RG1。3.2材料的表征3.么1XRD分析°***70C,保温RG1RG2RG3对在烧结温度为8lOmin的条件下制备的、和赤泥基XRD--颗粒,用衍射仪对其物相组成进行分析36ac,结果如图所示。()1.内。2,13.化^.CaAIO^^^14.CaA!A!S〇(,王2102030地如饥7080°20/(a)RGl1.内口:,2.汉〇2133ral〇.A,it'O4X:aAlAlSi(,)^^j132.I■I...I.I.II10203040如607080^/29(b)民G223 专业学位硕女论义赤银基顾微双附制的制各及其对水中氮雖的双甜巧究口1.扣料25O./j3.邸頌Ai.CaAIALS0^{)^,122’2232誠雜纖卿10203040如如7080^/20(C)民G3图3-6XRD图谱-F.rnig36XRDattesp**-*H种赤泥基颗粒晶体对比原赤泥物相分析图谱(详见图21),RGl、RG2、RG3组成及吸收峰强度发生了明显变化一水硬铅石等在高温下分解,方解石、水化石檔石、瓣失,并生成了新的物质,且基线毛刺较多,说明赤泥惨了玻璃粉烧结之后,产物生成***玻璃相组分,且玻璃粉接量越多玻璃相组分越多。民G1、RG2、RG3H者主要的物相(Fe〇)、石英(SaAl日aAlAlS〇)构成为赤铁矿23i〇2)、侣酸三巧(C32〇6巧巧错黄长石(C2(,化7*-(a(等,对比图34)和C)可W看出,玻璃粉惨量最多的RG3,烧结后石英组分吸收峰明显增多且强度增大,这可能是因为玻璃相、石英等架状结构娃酸盐类物质的存在可W增强颗粒的硬度,因此废玻璃粉惨量越多,赤泥基颗粒的抗粉碎性能越好。而赤泥姐*分多的RG1,,高温下生成更多的金属相物质,激发了赤泥表面哲基官能团有研究表明*IW,金属物相的形成有助于提高RG1的表面吸附作用,因此,赤泥含量越高,吸附剂的吸附性能越好。3.2.2化M分析吸附剂表面的形貌特性会影响吸附剂的吸附性能,通过SEM对赤泥基颗粒吸附剂***的表面形貌及特征进行直观分析,生料球和在最佳烧制下制备的民G1、RG2和民G3-的表面形貌特征扫描电镜照片如图7 ̄3(a)(d)所示。24 专化単位硕古论义贵泥基硕化设附狗的制各及其对水中孰现的设附巧巧'^.:■:.攀:虐湖ssaX***.颗粒生30).Rl0R2(X30)d330)料(,bG(X3)c.G.RG(X,图3-7赤泥质颗化的表面形貌SEM分析-F.ibllig37SEMmcrographsofredmudasedraneg由图3-7看出,赤泥基颗粒为圆形球状颗粒比图a未烧结生料球的SEM图片,,对烧结后的赤泥基颗粒表面出现丰富的蜂窝状的气孔一,气孔大小不,无规则的分布于赤泥基颗粒表面;图a中配方民G1赤泥基颗粒表面粗糖,气孔W小孔为主,大孔较少,且为连通气孔RG*,这有利于增大其比表面积和吸附过滤性能;图C和图d显示,2和RG*3赤泥基颗粒表面明显出现玻璃质表面晶化现象,,大量封闭和未封闭气孔清晰可见’**但W封闭气孔为主,这说明民G2和RG3赤泥基颗粒在870C温度下烧结时已出现大量烙融液相,在持续的高温烧结下烙融液相相互排挤,堵塞了气孔而造成气孔封闭,且RG**2和RG3赤泥基颗粒含玻璃成分较多,玻璃相组分烙融后将赤泥组分包裹起来,减少了赤泥内部有效组分与稱溶液的接触,导致吸附性能降低。与XRD分析是相吻合的。3.2.3FTIR分析**RG1FTI民3-8G1的谱图如下图所示,由图可知,烧结前后R赤泥基颗粒的表面基团没有发生太大改变*,有些峰由宽大扁平变得尖锐生料相比,民G1;与烧结后波峰25 专化単位硕古论文赤巧基颗化汉附制的制备及其对水中忿满的设附研免---iii0化m、cm-OH或在321689和1451cm左右出现的吸收峰变大,此为&0的伸缩振*动峰-,说明烧结过程中有结晶水的脱除RG1OH基团频,表面出现大量结构完整的;-i*--995cm-0-^率约处的峰为SiSi基团的峰谱,与原生料相比,民G1表面出现大量的SiO键,吸附剂能通过此类化学键与吸附质发生结合,提高吸附能力。巧G1生料’、、S■旅1烧结后\40加巧00300025002000巧001000如0—W1vNumber/cmae图3-8民G*l烧结前后的红外光谱图-TFFTIRorrsnernig.38hefbefbeandafteitig3.2.4理化性能分析*二3.2RGl依据第章2.的测试方法,,对赤泥基颗粒各项理化性能指标进行测试分析3-6结果见表。可W看出赤泥基颗粒具有良好的耐酸耐碱性能,W耐碱性能表现最优异,H大民G*都表现为弱碱性或碱性1而富营养化水体的p,为在实际中的应用提供了可能性。表3-6赤泥基颗粒的理化性化Tae3-6Phbiruntnreseranllyscsandchemistyfcioofdmudbadgle吸附剂BET比表面积吸水率体积密度昆气孔率耐酸性耐碱性 ̄-'^RG*-16.00m14.83%/20.06%79.8641%g1.33cm%斯g3.3本章小结,本章采用了正交实验和单因素实验,对影响工艺条件的各个因素进行探讨分析考察了配比和烧结工艺对赤泥基颗粒性能指标(磯的吸附能力和抗粉碎性)的影响,得到如下结论:26 专化単化硕古论文赤巧基硕粒设树■制巧制各及其对水中汲蹲巧汉附巧免(1),成本实验W广西拜耳法赤泥为主要原料,通过添加玻璃粉等辅料高温烧结功降低了烧结温度,研制出了抗震性能好的具有除憐效能的赤泥基颗粒吸附剂。*(2)通过正交实验和单因素实验(RG1),确定最佳的赤泥基颗粒制备工艺条件°:80%5%C为赤泥惨量为,废玻璃粉渗量为10%,高岭±5%和碳粉,烧结温度为870,23,保温lOmin。吸附剂比表面积为6.00m人吸水率为14.83%lJ3/cm,g,体积密度为g显气孔率20.06%,耐酸性为79.86%,耐碱性为%.41%。此条件下的赤泥基颗粒吸附剂’(投加量为4g/L、pH值为5,溶液初始浓度为50mg/L,恒温27C吸附180min)对磯的吸附能力为4.82mg/g,抗粉化率为99.巧%。(3)经XRD、SEM、FTIR表征,可知赤泥基颗粒呈圆形,且表面气孔结构丰富,’**RG*在870C湿度烧结lOmin条件下,RG1赤泥基颗粒W连通气孔为主,RG2和3赤泥*-O-S基颗粒用气孔为主。RG1赤泥基颗粒表面生成大量的経基基团,且存在Sii键。27 专化单位硕±论文赤mm颗化设耐制巧制各次其对水中扭雄巧设附巧巧第四章赤泥基巧粒吸附剂对水中巧的吸附性能研究4.1齡吸附实验方法4.1.1不同贿1刊的拓bp量*分别称取2、4、6、8、10、16、20、30g/L的RG1于lOOmL具塞锥形瓶中,加入°50mL浓度为50mg/L的模拟含碟废水,调节pH值为5,在27C恒温、振速为lOOr/min的条件下水浴振荡180min,测反应后溶液pH值,取上清液W2.3.1(1)的测定方法,测定其吸光度。4.1.2不同初始pH值用HC1和NaoH将浓度为50mg/L的模巧含磯废水溶液初始阳值调节至2、3、4、*5、6、7、9、11,分别移取50mL于lOOmL具塞锥形瓶中,根据正交实验结果,民G1°C的投加量选取6/L27lOOr/min的条件下水浴振荡180min,g,在恒温、振速为取上清液W2.3.1(1)的测定方法,测定其吸光度。4.1.3不同初嫌度配置浓度分别为lOmg/L、20mg/L、30mg/L、40mg/L、50mg/L、60mg/L、80mg/L的模拟含磯废水,调节溶液H6左右50lOOmL,p值为,分别移取mL于具塞锥形瓶中°RG*1投加量为0.5(Cm上清液按照2..1(g,恒温27)水浴振荡吸附180in,取31)的'测定方法,测定其吸光度。4.1.4不同反应时间称取最佳RG*1投加量0.5g于含50mL浓度为50mg/L的模巧含麟废水中,在恒湿°一?(27C)、振速lOOr/min的条件下进行水浴振荡定时间(10420min),取上清液按照2.3.1(1)的测定方法,测定其吸光度。28 专业単位硕dt论文赤泥基颗化汉脚剂的制各及其对水中紅蹲的设咐研巧4.2结果与讨论4.2.1脱1*巧加量**RG-1吸附剂投加量对磯的吸附效果影响见图41RG1,由图可知,随着投加量的增加,麟的去除率不断上升,投加量同磯的去除率呈正相关关系,在投加量为6g/L时曲线出现一折点,增幅略微减缓,但去除率仍在提高,与之相反,随投加量的增加吸附容量逐渐降低其原因分析是随*;民G1用量的增加,吸附剂总比表面积增大,吸附位点增多,促进吸附快速进行6,,投加量大于g化后溶液对单位比表面积的吸附驱动力开始减弱,造成了去除率增幅减缓的质量随投加量的增加表现为增大此表观;吸附剂,因吸附容量表现为降低。吸附反应后溶液中的H4-2所示H值表p如图,随投加量的增加吸附后溶液p现为增大,表明伴随有碱性成分的析出,实验中观察到,吸附反应后有白色沉淀生成,且随投加量增加白色沉淀物越多,这可能是溶液中的磯与赤泥中溶出的Fe、AKCa等离子反心1应生成碟酸铁盐、憐酸侣盐、憐酸巧盐沉淀。综合考虑吸附剂的充分利用和在工程实-践中的可用性6/L为H值在78,,取g实验最佳投加量,在此投加量下吸附反应后p附近可得到比较理想的水质pH条件。-—-10.0Amoun^tadsorbed0769-.5-6。A.’.'.5。:y卢!::.\。4r乂;K/75./-3.30|/1、E\2。/;:■■''■■■■IIIIIIIIII1QIII02468101214161820220246810121416182022.1-'(1Do拍/gL)DoseKg丄)*图4-1RGl投加量对诲的吸附效果影响图4-2吸附后溶液中的HpF-*i.41EffectofRGIgdosageonF-.42ThefinalHa巧eradsotiigprponphosphorusadsorption29 专化単位硕古论文赤巧基颗化设附刘的制各&其对水中氮蹲的设附?巧竟4.2.2初始pH的影响溶液pH变化会影响憐的存在形式,不同稱酸根的存在形式对吸附效果产生影响。'2随着pH的升高,憐酸根的形态分布依次为HPO、HPO、hp〇日h%但34244^V四种形态之间无明昆界限区分,随pH的变化相互转换,当pH小于2时,溶液中磯酸盐WH3PO4-2-2?HP ̄为主7711时HP0;阳在之间,s化为主要的憐酸盐存在形式;阳为,W4为3?主要的磯酸盐物相-;而当pH大于11时,P化大量存在溶液中。由图43可W看出,**民G1对憐的吸附性能随pH的升离表现为先增大后降低,在阳值为2左右时,RG1对憐的吸附效果最低,导致吸附效果不佳而在,原因是H3P化不易被赤泥吸附去除;2--2-pH为5?7范围内具有良好的吸附效果此时HPO响HP0,因为,244转变,H2PO4同册〇4共存于溶液中,两种形志的磯酸盐都易被赤泥吸附去除;当pH大于7时,由于大量增?H大于加的0H与憐酸根离子在吸附位点产生竞争,因此吸附效果下降11时,部分;p3^*?〇4^民01赤泥成分中的活性金属反应生成化学沉淀。溶液的自然pH为5.63,综合考虑除磯效果和药剂的使用,确定实验最佳pH值为6。5.0I4-.5I:葛3..。^.1.1,1,1.1.1.1.1.1.1.911112123456780pH图4-3溶液初始H对蹲的诚咐性能的影响pF-*.4EfeHosrwaronasroncaacusn民G1ig3ctofpfwa化化dotipityigp4.2.3巧初始巧度的彩响**民G-溶液初始浓度对l吸附磯的影响见图44lOm/L,民Gl,可见当初始浓度为g时,,对憐的吸附可达71.39%但随溶液浓度的提高去除率反而降低,主要是低浓度时吸附剂的吸附位点利用较充分;吸附容量随浓度的增加而增大,说明赤泥基颗粒还未达到一一吸附饱和,在50m/L时,吸附曲线出现g拐点,般视为吸附剂单分子层吸附接近饱30 专业举位硕女论文责死墓颗化效咐制的制各&其对水中额雖的巧咐研究和,因此综合考虑材料的有效利用,确定最佳初始浓度为50mg/L。5-.0-80-;::\--^r/-抓\I!<-2.0/.:/II__.__I__I__I__._i_I1__?__I__IIII1II1.0300102030405060708090-iC-L(m)〇g国4-4爆液初始浓度对礎的吸附性能的影响F-.4ii4Effectofdiffereniconcenranhoshorusadsortongtnitialttionsoppp4.2.4反应时间的彩喃图4-5所示反应时间对除礎效果的影响*,在60min内,RGl对憐的吸附随反应时间60?240mm内240mn后迅速増加;对鱗的吸附量仍在提高,但增速减缓;而i吸附基本法到平衡,,并于平衡后曲线出现波动原因可能是反应平衡后继续振荡反应破坏了物理*吸附的平衡,,产生静电斥力且赤泥成分中的碱性成分溶出会使RG1表面带电负性,一因此在定时段内会对磯的吸附能力减弱240min吸附反应达平衡时吸附容量为4.29rng/g。5.0I1-.4.5*S3-.5f¥2-f.5j,.■...■..I-I.2IIIII1IIQ-如050D3如4004505001001加2如2如30I/min*图4-5硬附反去除磯效果的影响泣时间对民GlF-*i.45EfecofadsorionheremlohosruusinRGlgtptontimetovafhosppg31 专化単位硕d■trtfe文赤驼基硕化化附细的制各&其对水中见游巧化附巧巧4.3赤泥基奶位对巧的吸附化理研究本章将对RG*一1吸附除磯过程进行等温模型和动力学模型的巧合研巧,进步说明*RG1吸附除磯的特性和过程机理。4.3.1等溫吸拘横型anmureunlch对实验结果进行吸附等温模型拟合,Lgi和Frdi模型常用来分析描述吸-R模型的建立介于吸附与温度有关附剂表面性质特征,是最常用的两种等湿吸附式,D,*Temkin等温模型是从溶质间的存在相互作用为角度进行分析,本章对RG1的吸附特性-分别从四种等温线吸附模型H个角度掛合分析,等温式的性质及应用范围具体见表41:-表41等溫方程的性质及应用范围表Tab-le4IAdsorptionisothermand化eirappUeablecond出on等温模型基本假定数学表达式参数适用范围 ̄ ̄ ̄a.吸附剂表面均匀为单分子层最大吸C1qmeQ_=+b.吸附粒子间无作用力;而兩附量、b为吸附常数、单层吸附,物理Langmuir一1C.个吸附粒子只占据-把平衡参数与化学吸附RlL一1+6。个吸附点位1/n〈2,难吸附Fn=+reundlich中等覆盖度吸附Ig,lnCe物理与化学吸附.!(i/n化,^〇.5易吸附-R=8)2.314(J/molK,,。=-Inq]nBs^qBD-R吸附与温度有关物理与化学吸附=/?r—einl+(为最大吸附量)q吸附剂与吸附质T=emkin中等覆盖度吸附g公In+公InCB。A,。t吸附常数r^存在?相化互作用力’*:27C条件下RG1/LOOmL具实验方法为在,,取投加量6g于l塞锥形瓶中配置浓度分别为lOmg/L、20mg/L、30mg/L、40mg/L、50mg/L、60mg/L、80mg/L、lOOmg/L、120mg/L、140mg/L、200mg/L的模徵含磯废水,调节溶液pH值为6左右,水洛振荡吸-240m-附in。实验拟合结果见图46,通过线性回归求得参数结果见表42。32 专业举化硕女论文赤與暮颗化沒附制的制各&其对水中m雖的效附研臾18么5II12?°江。02040目0801002101401朗1234日1C/m丄InCe(g)ga.langmuir等温拟合b.Freundlich等温拟合2.510Ij■20r8-■156-::.X?.■■/IIII.III,I0.0I..,III0100000000004000005000006000020300000234512nCIee-c.DRd.Temk等温拟合in等温拟合*图4-6民Gl对雖的等温诚附模型*F-ig.46Iso化ermmodelonhoshorusadsortionb民G1pppy°-*吸附去除蹲的等温模型拇合表42民Gl(27C)T-*abIe42TheresultofisothermaladsortioneuationbRGlpqy等温吸附模型线性方程式2R模型参数二10.m)qm%(g/g二Lanmuir0.091乂+3.990g.921b=002(L/m.3g)=—二Freundlich0.486x0.2340y.9861/n0.486二5-023(m/g)qg-6D-R=-0"1.4682.452x10.614y。=b-(kJ/mo2l).452增K二m9(L)t(U6/gT=-emkiny1.1971x1.9660.876B二t1.97133 ?专化単化硕dbtfe?义赤泥篡硕化设酣轴的制奋及其对水中氮巧的化附巧免2-2D-通过表4,由线性回归数据拟合可知,R吸附等温模型拟合较差,R仅0.468,*说明温度不是决定RG1对憐的吸附过程的关键原因,Langmuir、Freundlich和Temkin2*者R等温吸附模型都能较好的描述RGl.900分对磯的吸附特征,特别前两均大于0,*别为化921和0.986,说明RG1对磯的吸附介于单层吸附和多层吸附之间,Freun出ich等温吸附模型具有明显的相关关系,可见在该吸附过程中,表面异质作用较明显。根据Lanm山rE ̄g吸附等温模型参数计算Rl因子,得出个温度下Rl(0.179,0.813),介于01 ̄之间,表明该吸附容易进行:且Freundlich吸附等温模型参数1/n为0.486,介于0.10.5之间,同样说明吸附易于进行。4.32.动力学吸附漢型揪合’*27CL实验方法为;在条件下6/L,,取RG1投加量g于lOOm具塞锥形瓶中移取50mL浓度为50m/L、H6的模拟含憐废水Or/min10、20、30、gp值为,振速lO水浴振荡60、90、120、180、240、300、WOmin。4一二.3.2.1巧級巧伪級动力学横型探讨RG*1对磯的吸附去除过程,将磯不同温度吸附反应不同时间的实验数据与伪一级动力学模型和伪二级动力学模型进行拟合--;拟合结果见图47和48,通过线性回4-归求得参数结果见表3。一级动力学模型伪;--=虹-K(41)tqj^伪二级动力学模型;—=—1——-+(42)Kxq.互q"q"一—一吸附平衡和吸附一一其中:qm和qtt时刻的吸附量(mg/g);K,和枝伪级和-i二,伪级吸附速率常数,单位为(min)和(g/mginin)。34 专业学位硕古论文赤典暮颗粗:规附制的制各&其对水中氛雖的戏附研免001I?1.1.1.IIIII■.■■Q01002003004001〇〇200300400〇tta4-8伪二级速率方程一固4-7伪级速率方程--meFig.48Pseudosecondorderodl--F.4Pmodei7seudofirsrderlgto’*4-RG27表3I吸附去除磅的动力学拟合(C)*Ta-ThresblofknecmeofRGlle43eutitiodl等温模型方程式2参数结果R=2050(m/)qe.gg一二-0.009;c+1伪级模型y0.780.936—iK=0.009(h)|=4)q?.589(mg/g=-0218x36660.998伪二级模型y..—1K=01()2.03h一--图4-744、图8和表3数据参数显示,与伪级动力学方程的拟合结果相比较,伪二民2级动力学方程曲线巧合具有更好的相关性,值为0.998的拟合数据,因此,能更好二RG*伪级方程能更准确的描述1对磯的吸附动力学特性。4.3.2.2巧粒内扩散模型拟合一RG*1上的吸附为进步说明吸附机理,用颗粒内扩散模型进行拟合描述稱离子在过程;颗粒内扩散模型:^'-'-)=K+C(43q,,j--i"2K..inn。式中,内扩散系数(mi)int为gg35 专业学化硕女论文赤飛暮颗化双倘制的制奋&其对水中额碟的双附巧究5.0I14?-5。.山.一-’。乂’―4-.0'A'-,3.5,/3-。:.0:2,/00501加150200250300350400450…,图4-9吸附颗拉内护散模型拟合--F.49Inraarcausnnsigtptildiffiokieticlotp-温度下RG*表44不同l对礎的内护散模型参数Tab-4nra-acaunneosroremovaunderrent化meuresle4Itprtildiffsiokiticpltofhoshusl山feprtpp2等温模巧方程式KCr一?=22l&0050m)0.023x+..0232.21.961第阶段(iny80=- ̄050250m.00如3.346004.3460.971第二阶段(in)y0,3=—250m ̄..第;阶段(in)OOOlx3928013.928.41y.0008.'--注:K/lm/2/(minl),C(m)。jggygg一-9和表4-4可知*由图4,拟合曲线RGl不经过原点,表明对憐的吸附非单颗粒*对磯的颗粒内扩散模型分为H个不同的阶段:,内扩散控制。RG1,即快速吸附阶段* ̄RG在050min过程中,1对磯的吸附量随时间的增加而迅速提高,取决于表层扩散,**RG150?250m1即为稱在外表面的吸附过程;慢速吸附阶段,发生在in内,RG对憐的吸附量随时间的增加而增加,但增速相对减缓,可视吸附质在吸附剂上达到单分子层饱*240m和,发生的颗粒内扩散in后,磯扩散到RG1孔隙中缓慢进行吸附的过程;吸附趋=2于平衡.,第阶段拟合参数R值仅为0481,此阶段为吸附与脱附的平衡动态过程,平衡后持续的振荡会使物理吸附平衡遭到破坏,。,会有少量憐发生脱附因此拟合度不高36 专业举位硕女论义赤飛墓颗化设附制的制备&其对水中氮雖的双附研免4.4吸附机理探讨4.4.1化M分析**4-?对反〇1赤泥基颗粒吸附剂表面及剖面进行86的图片分析10(2(:),民〇1,见图颗粒表面有大量连通气孔,颗粒内部孔隙发达,孔与孔之间呈S维的连通结构,便于溶液进入颗粒,且气孔表面粗構化程度高,具有较大的比表面积,利于溶液充分与颗粒表面接触,孔洞四周形成骨架结构,可将大孔划分为若干个小孔形成孔室,提升了赤泥基颗粒强度的同时*,又大大提高了RG1的物理吸附性能。***a.RGl(X30),b.RGl剖面(X如0),c.RGl剖面(XIOOO)-*图410RGl柱描电镜困像*F-ig.410TheSEMofRGl4.4.2扣S分折吸附实验中观察到,,吸附反应后吸附剂表面及水中有白色沉淀生成将白色沉淀取4-出,用蒸溜水洗净、烘干ED11EDX,对其进行S能谱分化结果如图,能谱分析可W看出,沉淀中含有大量的0、P、Na、A1、Ca、Fe成分,充分说明在吸附过程中发生3+2+3+了化学沉淀反应,沉淀物应为金属氧化物结合杰磯。赤泥中溶出的A1、Ca、Fe与磯的共沉淀反应如下uei:2+(1)磯酸盐离子与溶出的Ca反应2+2--3Ca巧HPO+2OH一+2H-4Ca](P〇42〇(44))2i2+2-.3Ca+2HP〇+40H一a+4H-4C3(P〇4)2O(45)丄22+2-.5Ca+3HP〇+40H一CaOHP〇+3H4-6)45()(4)3l2〇(2+3-.Ca+2P〇+20H一-34CaP〇(47)3(4)2i3+(2)磯酸盐离子与溶出的A1反应37 专业単证硕古论文巧巧?■基颗化汉咐狗的制各及其对水中氯蝶的设拘研突3+n-3-xA+++n一+n-lzHnP〇4(yz)OHAlxOHP〇4)zizH2〇(48)()y(+3(3)磯酸盐离子与溶出的Fe反应3+n-3—xFe+zHP〇++nzOH一FeP〇+nH〇-n4(y)x(OH)4Uz2(49)y(反应式也可看出,偏碱性条件有利于推动反应进行,这也证实了4丄2的结论;可*一见,,化学吸附在整个RG1吸附除憐的过程中也起到重要作用与等温拟合结果致。T电子图巧11—:居網2:々:e:叫Si里i?'?''?Iit1ITMM***TTi*>iIII1IIIIII■jII ̄ ̄■?051015^图4-11吸附沉淀的EDS能谱分析图'-Fi.411TheEDSofieciitatongppi4.4.3FTIR分析***RGl与RG4-12l可知,民Gl吸附憐后的红外光谱分析图如下图,由图吸附除憐后--,吸附剂上检测出的0H基团减弱、纯化,0H基团会与磯酸根进行交换结合,将磯吸附在赤泥表面上-OH,导致基团减少,其反应式可表示如下;n-3+-一〔A1、Ca、Fe、Ti)(OH)+HP〇+(3n)H(A1、Ca、Fe、Ti)(OH)+HP0+2H03n442-(410)n-+3-一(A、Ca、FeTi)(OH+H++l、)3nP〇4(3n)H(Al、Ca、Fe、Ti)(OH)2+H2PO42H2O-(411)RG*一l对磯的吸附分S阶段进行的吸附机理,第阶段发生化学沉淀作用使吸附快速进行,化学沉淀接近饱和后开始进行缓慢的、平衡时间较长的离子交换吸附和物理吸附,这也正解释了4.3丄2模型拟合结果。38 专业学位项古论文赤泥墓W粒效附制的制各&其对水中m雖的双附■研免船1吸附前,、I、…?’"’-‘/、A-'.-….V、、一\.、.:;>;V,,!i\'‘\、;、贿?1吸附憐后又^'—4000350030002即0200015001000500*W^aveNumber/cm图4-12吸附蠕前后的红外光谱图*F-1TFTIRofiiatnig.42hepecitiop4.5本章小结**(1)通过研究RGlH值RGl吸用量、初始p、初始模拟废水浓度、吸附时间对*附去除磯效果的影响,结果表明,溶液pH值是影响RG1吸附磯性能的重要因素,在*H5 ̄7范围内RG*p值为1对磯表现出良好的吸附效果;RG1用量在6g/L,溶液初始pH°值为6,模巧磯溶液浓度为50g/L时,恒温(27C)反应240min后吸附基本达到平衡,429达平衡时吸附容量为.rng/g。*(2)通过对四种等温线吸附模型拟合,结果得出温度不是决定RGl对憐的吸附过*程的关键因素,RG1对稱的吸附介于单层吸附和多层吸附之间,Freundlkh等温吸附模型具有明显的拟合优势,吸附中表面异质作用较明显。伪二级动力学模型和颗粒内扩散模型能较好的描述*RG1对磯的吸附动力学过程。*(3)采用SEM电镜观察,RG1孔隙发达,孔表面粗趟,内部形成骨架结构EDS;3+2+3+CaFe能谱分析,结果表明赤泥中溶出的A1、、与磯发生了化学沉淀反应,沉淀物*红外光谱分析图-应为金属氧化物结合态磯,RG1OH基团会与憐酸根进行交换;表面结合,将磯吸附在赤泥表面上。**(4)在整个RG1吸附除磯过程中,RG1对稱的吸附在短时间内迅速升离,此阶段因化学沉淀为主要吸附机制,之后速率减缓,但吸附量仍保持长时间缓慢增长,这是由于化学沉淀接近饱和后开始进行缓慢的、平衡时间较长的离子交换吸附和物理吸附。39 专业単位硕古论文赤银暮颗粒汉附狗的伽奋次其好水中氮雖的汉樹?巧免第五章赤泥基顆秘吸附剂对水中気?的吸附性能研究。本章将对赤泥基颗粒对氨氮的吸附性能开展研究,探讨其对氨氮吸附的可行性5.1ill态吸附实驻5.1.1不同晒巧巧投化**分别取2、4、6、8、10、16/L的RG1于lOOmL具塞锥形瓶中,加入50mL浓度g°为50mg/L的模拟氨氮废水,调节pH值为7左右,恒温(27C)W振速lOOr/min水浴振荡ISOmin,取上清液W2.3.1(2)的测定方法,测定其吸光度。巧.1.2Ml初始巧巧pH用HC1和NaoH调节浓度为50mg/L的溶液pH值分至3、4、5、6、7、8、9、10,°移取50mL进行吸附实验,赤泥基颗粒投加量为4g/L,恒温(27C)振速lOOr/min震荡80min2.3.1(2)的吸附1,如步骤,测定其吸光度。5.1.3初始巧度调市pH值为9左右,投加4g/L赤泥基願粒于盛有50ml初始浓度分别为lOmg/L、20mg/L、30mg/L、40mg/L、50mg/L、60mg/L、SOmg/L、lOOmg/L的氨氮溶液中,水浴‘恒温(27C)震荡吸附180min,如2.3.1(2)的步骤,测定其吸光度。5.1.4反应时间°投加赤泥基颗粒4g/L于含50mL浓度为50mg/L的模拟氨氮废水中,在恒温(27C)、OO一振速lr/min的条件下进行水裕振荡定时间(10、20、30、60、90、120、180、240、300、%0min),如2.3.1(2)的步骤,测定其吸光度。40 专业学化硕古论文赤與蟲颗牺■效脚制的制各&其对水中戴雖的没附研兜5.2结果与讨论5.2.1最佳吸附巧投加量的确定**民G15-1民G1不同投加量对氨氮的吸附效果影响如图所示,对氨氮的去除率随投*加量的增加先迅速提高/1,投加量增加到4gL时增幅变小,而民G对氨氮的吸附量先略微升高后快速降低,4g/L时达最高吸附容量化719mg/g,经综合考虑后期应用成本等因素,选取吸附性能最高的点,故投加量4g/L作为后期实验研究的投加量条件。f:JrJ/■.Removalefficiency02-2?■■.■I.I.IItI024681012141618*-D/ose(gL)*5-图1RGl投加量对氨氣的吸阿+效果影响-*F.51EctofRG1osaeonmmonaniroenadsoronigffedgaitgpti5.2.2初始pH对魚巧吸附效果的影响*H5-2所示H民Gl值与氨氮吸附效果的关系曲线如图,对氨氮的吸p,随着p值增大*-附容量逐渐增大,在较宽的pH值范围(710)内RG1对氨氮的吸附均在较高水平,当912.0时,吸附容量达到最大值.8m/,此,随押值为,为0gg后着溶液脚值升高吸附容量有所下降*H值较低,表明在碱性条件更利于RG1对氨氮的吸附。这主要是由于p++时,NH在吸附位点与同带正电性的H存在竞争吸附,4影响氨氮的吸附效果,但仍有++部分NH4与Na存在离子交换;随着pH值的升高,赤泥中Fe、Ti等金属W哲基负离子*++*的形式存在,,民G1表面电负性明显增大,同时H的减少提高了NH4对民G1表面吸附位点的竞争力;而pH值的持续升高导致吸附效果下降主要是因为Of的增加,OIT+w'U’+,HtW与NH4反应生成电中性的NH3〇,导致能够被赤泥吸附的NH4的减少2,从 ̄而吸附能力有所下降,因此最佳的pH值范围为89左右。41 专化学位硕女论文赤呢墓顾槛双的?制的制各&其对水中敦雖的汉倘研究-.14-1.2>-1.0I0-一-8寺0:I.SXI^I0-I.4-0.2—I—Ii——?_0IIIIIIIIi.0234567891011pH固5-2不同初始H对氨致吸附的影响p-Fi52EecerennHonreng.ftofdiftiitialpfammoniaitoadsorptiong5.2.3落液初始浓度对気巧吸附巧果的彩响*RG-1对氨氮的吸附容量随溶液初始浓度的变化曲线如图53所示,初始氨氮浓度由*lOm/L增至50m/L时RG1gg,对氨氮的吸附容量随氨氮溶液初始浓度的增速曲线斜率较陆,到达50mg/L后吸附增速曲线斜率变小,但吸附容量仍保持缓慢走高。这是由于初始浓度为克服液相*和固相么间的传质阻力提供了主要推动力,提高了RG1吸附位点的有效利用*tW,因此氨氮初始浓度的升高有利于RG1对氨氮的吸附。反应初始浓度从50m一g/L升到lOOm/L时反应浓度提高了倍0.837m/g,单位吸附容量仅从gg提高到157.0mg/g,因此最适宜的反应初始浓度为50mg/L。-1.4-1.2>1-.0^I■—08-5.ySX06-I./i0^,4/羣。2:0S010203040O6070的9010011C丄Im)?(g图5-3氯氮不同初始浓度对吸附性能的影响-F.i53Efectofdiferentnoncenraonsfammonariogiitialcttioini化ogenadsoptn42 专业■學化硕dr论文贵巧基颗粒汉附対的制各及其对水中氣與的汉地研巧5.2.4反应时间对氨氛吸附效果的影响赤泥基颗粒对模拟废水中氨氮的吸附效果随时间的变化关系如图5-4,随着吸附时间的增加,吸附速率先快速增加后逐渐变缓,反应时间在180min达到平衡,平衡吸附容量为0.825m/gg,平衡后吸附容量出现波动变化,吸附过程可能存在有物理吸附,反应平衡后继续震荡发生解析现象导致。1.2I-10.■—/V工—■*--0I.8?I。6-。.1.4/.__. ̄. ̄. ̄—.—0I11_I1___?11I.00班巧3035040010002002500t/min图5-4不同反应时间对氨氮巧附的影响-Fi.54Efectsioeararongofreactntimeon化mmonianitogendsopti5.2.5讨论将赤泥基願粒对氨氮的吸附与其他吸附材料用于对氨氮的吸附效果进行对比分析,5-1结果如下表所示:表5-1不同巧附剂对氣氣的最大吸附量对比Tae5-bl1Compariso打ofadsorptioncapacitiesofvariousadsorbentforammonianitrogen-i吸附剂吸附容量m./(gg)文献RG*赤泥基颗粒(l)0.825Presentwork凹凸棒0.2496別[活性炭0.341[6刊粉煤灰0.678[6列改性沸石0.84070[]451赤泥粉末1.37[]煤巧石沸石272[]^43 专化単位硕古论文赤颗化汉附制巧制去及其对水中盈巧巧设附巧巧本实验利用赤泥烧制造粒吸附氨氮效果均优粉煤灰、活性炭和凹凸棒等吸附材料,原因可能是由于赤泥成分中含有Fe、Ca、A1、Mg等金属物质,且为碱化对氨氮具有较高的吸附能为,而且烧制成粒的赤泥基颗粒有丰富的表面结构,形,发达的内部孔隙成了H维的立体空间结构,提高了氨氮的物理吸附性能。粉末状赤泥对氨氮的吸附量略商于将赤泥烧制成粒,因为粉末状赤泥投加于废水中更有益于吸附剂与吸附质相接触,但是粉末状赤泥应用于废水的研究却不易于吸附剂的回收和再利用,产生的废水也难1^_处理,限制其推广应用,而赤泥基颗粒是具备有吸附氨氮性能的可虑材料。沸石因其架状结构和孔道丰富等特性应用于废水中氨氮的吸附已有了广泛的研究,本实验利用赤泥造粒应用于氨氮废水的处理效果已初现,若继续对其研究和开发,研制出性能更稳定,孔隙更发达,,吸附效能更髙的颗粒滤料,将对赤泥的资源化利用提供新的方向对废水的治理有重要的意文。5.3本章小结本章将赤泥基颗粒材料吸附剂应用于实验室配置模拟氨氮废水的处理,通过静态吸附实验,研巧了赤泥基颗粒投加量、溶液初始妍、溶液初始浓度和吸附时间对吸附效果的影响,并且对比分析其应用于废水中吸附氨氮的可行性,结果如下:’*(1)RG1用量在4g/L,溶液初始阳值为9,模拟磯溶液浓度为50mg/L时,恒温(27C)吸附反应*,民G1对模拟废水中氨氮的吸附在180min达到平衡,平衡吸附容量为0.825mg/g。(2)利用赤泥烧制造粒吸附氨氮效果均优粉煤灰、活性炭和凹凸椿等吸附材料,本实验利用赤泥造粒应用于氨氮废水的处理效果己初现,后续开发有望研制出性能更稳定,孔隙更发达,吸附效能更高的颗粒滤料。44 专业学位硕古论文赤银基颗粒双閒?前巧制备或其对水中教雜的沒附巧免第六章结论与展望11结论,本研究采用广西某铅厂拜耳法赤泥为基本原料,接W废玻璃粉等辅料应用烧结法*通过化化烧制工艺制备新型赤泥基颗粒吸附剂RG1,并考察其对氮、碟的吸附性能。获得结论如下:*工(1)通过正交实验和单因素实验,确定最佳的赤泥基颗粒吸附剂(艮G1)制备艺条件为配方选取RG1,即赤泥渗量为80%,废玻璃粉渗量为10%,高岭±5%和碳粉2'i5%600m’,烧结湿度为87(TC,保温lOmin。所制备的吸附剂比表面积为.g,吸水率3酸性为79.41%14.83%1.33/cm显气孔率20.06%.86%,耐碱性为%,为,体积密度为g,,耐抗粉化率为99.33%。此条件下的赤泥基颗粒(投加量为4g/L、pH值为5,溶液初始浓°度为50mg/L,恒温27C吸附180min)对憐的吸附能力为4.82mg/g。(2)通过XRD分析,烧制后的赤泥基颗粒有新金属相物质和玻璃相、石英等架状结构珪酸盐类物质生成,;SEM扫描图片分析,赤泥基颗粒吸附剂表面气孔结构丰富RG***RG*1赤泥基顆粒连通气孔为主,RG2和RG3赤泥基颗粒则W闭气孔为主。1的RG*%存在S--FTIR表1,i0Si征发现,烧结后的赤泥基颗粒表面生成大量的哲基基团键,,因此吸附剂能通过此类化学键与吸附质发生结合提高吸附能力。* ̄RG*(3)RG1对氨氮的吸附研究表明(89)更利于1对氨氮的吸附。,碱性条件°*CRG1投加量在4/L初始脚值为9,模拟磯溶液浓度为50mg/L时,恒温(27)g,溶液*吸附反应80min法到平衡,平衡吸附容量为,RG1对模拟废水中氨氯的吸附在10/。.825mgg*艮G*(4)RG1对水中憐的吸附性能研究,结果表明,溶液pH是影响1吸附磯性能* ̄*对磯表现出良好的吸附效果的重要因素,在较宽pH值范围(57)反G1;RG1用量在°6/L650/L,恒温(27C)吸附反应,240ming,溶液初始班值为,模拟磯溶液浓度为g时后吸*对磯的吸附等湿拟合符合附基本达到平衡,达平衡时吸附容量为4.29mg/g。RG1Freundlich二。等温吸附模型,吸附动力学过程符合伪级动力学模型和颗粒内扩散模型*通过SEM电镜观察,,RG1孔隙发达,孔表面粗趟,内部形成骨架结构;EDS能谱分析3+2+3+结果表明赤泥中溶出的A1、Ca、Fe与磯发生了化学沉淀反应;FTIR结果显示,45 ?专业學位巧■Jrife?义赤巧基颗化汉谢轴的制去A其对水中盈媒的双附巧巧*RG1表面-0H基团会与憐酸根进行交换结合。么2展望本研巧主要利用广西拜耳法赤泥惨W废玻璃粉等辅料研制赤泥基颖粒吸附剂,并将其应用于氮憐废水的吸附研究一,由于水平和时间有限,该研究还有待进步探讨完善,建议今后可从W下几点开展后续研究:(1)由于时间和条件所限,本次未能对吸附剂应用的环境安全性进行研究,建议下阶段进行补偿完善。一*(2)开展动态吸附实验,构建吸附枉,进步研究RG1对氮、磯的动态吸附过程,探讨不同内径宽度、流速、外部压力等因素对其吸附性能的影响。(3)除氮、磯外,实际废水中的汚染物成分更为复杂,后续实验可考虑取实际废水水样进行实验,评价赤泥基颗粒对实际废水的处理效果。(4)考虑将赤泥基颗粒应用于其他类型的废水进行吸附实验研究,拓宽其应用途径。46 专业単位硕女论文亲據基顾槛双制御巧制各及其对水中敦雖的汉附巧欢参考文献1王重庆,王呼等J.[]符剑刚.赤泥中稀有金属分布及回收王艺研究现状稀有金属,,[]20-1343125与硬质合金..1:1()1-2李小伟朱铁群代伟娜.赤泥的回收利用技术化广东化工.201020:114[].37,,()116.李卫东刘艳改.工业废渣赤泥的特性及回收利用现状化珪酸盐通化2007阿曹埃,,,-2611414.:35()-4姚万军方冰.J20104212:911..无机盐工业[],拜耳法赤泥综合利用研究现状[],,()5.梁振飞.[],王立群陈世宝等纳米化和酸洗对赤泥吸附Cd2+动力学的影响[J]安全,,20131314-49.与环境学报:3,,()[6]BhatnagarA,VilarVJP,Bote化0CMS,et址Areviewof化euseofredmudasadsorbentfor也eremovaloftoxicpollutantsfromwaterandwastewater口.Environ]Technol20-11扣:以1249.,,3()7任绍娟王艳秋2+的.环境工程2008.利[],用造粒赤泥吸附水中Cd研究阴,,2620-73;7.()[8]VinodKGupta,MonikaGupta,SaurabhShanna.Processdevelopmentfortheremovalofleadandchrommfromautredmud-naluminiumindustriuqeoussoluionsusingay-wasteJ.WaterRe化arch.2001355:1134.[],1125()阴NADAROGLUH’KALKANE,DEMI艮N.Removalofcopperfromaqueoussol地on-redmudJ.Desalination.200614220074217.usin:14g,[]()[10]Trepanier.C.,Parent.S.,ComeauY.,etal.PhosphorusbudgetasawaterqualitymanaementtoolforclosedauaticmesocosmsJ.WaterResearch2002364gq[],(),007-11710.-i2512.夏宏生..2006311:18y],向欣废水除磯技术及进展分析J[]环境科学与管理,,()12郑焕春.微生物中富营养化水体生物修复中的作用[J.[],周青]中国生悉农业学报,200917-1:197202.,()。SherwoodL.J.ualls艮.G.StaWlitofPhoshoruswithi打aWetlandSoilfbllowin[],Q,ypgldFerricChorideTreatmentToControlEutrophicationJ.EnvironmentScie打cean[]-Technolo.2001354124131:6.gy,,14akric.C.HarrisW..A.tsorusationin[M.G0ConnorGeal.Phoimmobiliz],,,ph-t-licaionsforlontttmicroporesofdrinkingwatertreatmentresiduals:Impg;emisabiliyJ.[]-EnvironmentScienceandTechnolo.2004386590gy:6596.,[15]GrubbD.G.,GuimaraesM.S.,Valencia民.Phosphateimmobilizatio打usinganacidic--teFflshJournalof.2032236.yahazardousmaterials0076:17yp[叮,口)1.6史丽楽兆坤等.[],彭先佳活化赤泥去除猪场废水生化处理出水中的鱗和重金属[巧,环境科学学报200929182-22881:22.,,()[17]LuJB,LiuDF,HaoJ.,別al.Phosphateremovalfromaqueoussolutio打Sbya-F-Ttit&nanostructuredeibimealoxdesorbenJ.Chemicalenineerinresearch[]ggde-si.201593652661gn,:.K-18urokiVBoscoGEFadiniPSetal.eofmodifiedbentonkeforeffectaLaIIIive[],,,Us)(hosateremovalfromaJhril.2014274:pueousmedia.Journalofazardousmateasphq[],47 专化単位项古除文赤巧基颗粒汉附?对的制各及其对水中致端的汉附巧巧-124131.19陈莉荣.J.[],李玉梅,杜明展,等改性粉煤灰吸附稀±废水中的氨氮[]环境工程学20137519-522报.:,,口)---如201311EB/O20140114.中国产业信息技术中也.年1月全球氧化侣产量统计[U.()[]ht.xx..t.p://wwwchycam/data/201401/227229hrnl21郭威敏凤王巧江..[],朱文,,等平果铅拜耳法赤泥物相及热行为分析闲武汉理工-大学学报:,2013,351132135.()223440-刘昌俊.烧结法赤泥基本特性的研究[J].2009:7[],李文成环境工程学报,,()742.23P.RenforthW.M.MaesA.Parvis.Contaminantmobilitandcarbonseuestration[].J,y,yqdownstreamof也eAkaHunarredmudsilltsJ.:孔eefecofsumdosinj(gy)pgypg[]ienceoTheTotalEnvironmen2012421--Scf:2259.t.42253,[24]李冬,潘利祥,赵良庆,等.赤泥综合利用的研究进展[J].环境工程增刊,2014,32:-616的5.[25]杨家宽,侯建,齐波,等.铅业赤泥免烧砖中试生产及产业化饥.环境工程,2006,24452-55:.()26KalkanE.Utilizationofredmudasastabilizationmaterialfortherearatppionofcla[]y-linersJ.EnineerinGeolo2006873^:220229.[]gggy,,()27..桂林工学院学报2008[]谢襄漓,王林江,赵建新,等烧胀赤泥陶粒的制备内,,282-:197199(.)28齐建召杨家宽王梅等.赤泥做道路基层材料的试验研究[J,公路交通科技[],,,],200506-:3033.()-29.国内赤泥综合利用技术发展及现状J.捏金属2009:710[朱强齐波.],,,[]巧)30,20098.金属矿山:[]孙永峰,董风芝,刘炯天,等拜耳法赤泥选铁工艺研究机,,()76-1781.A-31atziniLenardouS.OustadakisP.Tsakiri山SPt.taleach.E.ealTiniumin任omred[]g,,,gmudbydilutedsulfuricacidatatmosphericpressure[J].JournalofHazardousMaterials,200-8157:579586.,()32KasliwalP,SaiPST.Enrichmentoftitaniiomdioxideinredmud:akineticstudJ.[]y[]Hdrometa-llur199:.ygy,9,53y7387)[33]徐瓣,史光大,李元坤,等.盐酸浸出拜耳法赤泥预富集筑的研究[J].有色金属,20151-:5456.,()34ZhuCLLuanZKWanYOetal民emovalofcadmiumfromaueoussolutio打Sb[].,,gqy,adsortio打o打ranularredmudGRMJ.SearationandPurificationTechnolo2007pg()[]pgy,,-571:161169.()[35]NadarogluH,Kalkan巨,DemirN.民emovalofcopperfromaqueoussolutionusingred-mudJ.Desalination2006142200712:4417.[],,()-36杨利锦郭华明.J.2012611:39813988[].,活化赤泥的除氣性能[]环境工程学报,,()37GuoHM,YanJ,ZhouX.Simultaneous民emovalofFluorideandArsenicfrom[]gLQAqueousSolutionusingActivate过民edMud[J].SeparationScienceTechnology,2014,49-:24122425.-38成功.E4R.工业用[],夏东升,曾庆福微波活化赤泥对分散艳蓝的吸附去除研究机水与废水20083944-46:3.,,()[39]Wan呂S,BoyjooY,ChoueibA,etal.Removalofdyesfromaqueoussolutio打using幻y48 专业単位硕女论文赤泥墓颗拉巧倘剂的制备&其对水中気蝶的效附巧突ashandredmudJ20051-.WaterResearch39:129138.[],,()[40]南相莉,张延安,吴易全,等.拜耳赤泥吸收低浓度二氧化硫的研究[J.东北大学]-学报2010317:987989.,,()41林建飞.J.201333李忆冬韩敏芳等用赤泥捕集二氧化碳[化工环保:[],,,],,(巧549-552.[42]LopezE.,SotoB.,AriasM.,etal.Adsorbentpropertiesofredmudanditsusefor-wastewatertreatmentJWt.1411122..aerresearch99832:343[J,()[43]JyotsnamayeeP,JasobantaD,SurendranathD,etal.Adsorptio打ofPhosphatefromaqueoussolutio打usi打呂activatedredmud[J].Journalofcolloidandinterfacescience,1998204169-172;.,()[44]B.Koumanova,M.Drame,M.Popangelova.PhosphateremovalfromaqueoussolutionsuisingredmudwastedinbauxkeBayergprocessJ.ResourcesConservatio凸and[]R99719-20eccin11.:11yg,,()45李燕中.J.[],刘昌俊楽兆坤等活化赤泥吸附除稱及其机理的研究[环境科学学,,]20062611775-779.报:11,,()46姜浩廖立兵红等.赤泥吸附垃圾渗滤液中COD和氨氮的实验研究J,安全[],,郑,[]2007—与环境工程,143:7073.,()47刘逸洲.[],刘方,杨爱江,等改性赤泥对养殖废水中氮磯和溶解性有机物的去除效2013132-果[叮安全与环境学报:1316.,,()[48]YaqinZ,QinyanY,QianL,etal.TheregenerationcharacteristicsofvariousredmudgranularadsorbentsRMGAforphoshateremovalusindifferentdesortion()pgp-reagentsJ.JournalofHazardousMaterials2010182:309316.[],,(^)49inanYYainZianLetal.Researchon也echaracteristicsofredmudranular[]Qy,q,Q,gadsorbentsRMGAforhoshateremovalJ.JournalofHazardousMaterials2010()pp[],,-176.:7"748()[50]YaqinZ,QinyanY,QianL,etal.Characterizationofredmudgr^ularadsorbentRMGAanditserformanceonhoshateremovalfromaueoussolutionJ.Chemical()pppq[]En--gineeringJournal2012193194:161168.,,()[y]王萍,李国昌,刘曙光.赤泥等工业固体废物制备陶粒的研究机.中国矿业,2003,1212-:7477.()52查晓雄等.废玻璃在钢管混凝止柱中应用及特点的研究[J,建筑[],王辉,万城勇,]201414-15钢结构进展6.:9,,()[53叶腾徐毅惠张锦.废玻璃在再生混凝止中的应用研究饥.桂酸盐通报2014],,,,339229-;12295.()5废玻璃的回收与利用(下)化绿色建化20073-:5559.[刊徐美見国际国内,()55-刘培德.J,200313739.[],俞平利废玻璃在陶瓷墙地砖中的应用陶瓷:[],,()563-89国家环境保护局.[.細1189水质总磯的测定箱酸倭分光光度法脚]-57国家环境保护局.[].HJ5352009.水质気氮的测定纳氏试剂分光光度法间5-.G目284281.轻骨料试验方法S[引国家标准总局.[][59]YangY,InatnoriY,OjimaH.Developmentofanadvancedbiologicaltreatmentsystemaliedto化eremovalof化eslud.Wteppnitroge打andhoshorususineceramicsJarppgg[]Researrfi,2005,39:4859^868.WK-A1203-60TsaiCCanSChiouLJ.E瓶ctofSi02fluxratiochaneo打也ebloatin[],g,ggcharacteristicsoflightweightaggregatematerialproducedfromrecycledsewage49 专JU{^位硕古论文赤說基辄化汉脚巧巧制奋々》其对水中盈與的双附研巧—sludeJ.JournalofHazardousteialS14:793.g[]Ma200638,,6赵连化储绍化A10-19化123:269271.[U(巧3脱水机理研巧化化工冶金()[62]杨建国,邓芙蓉,赵虹,等.煤灰烙融过程中的矿物演变及其对灰烙点的影响[J],200626-中国电机工程学报17:123126.,,()拍一[杨华明.J,],杨武国,朗岳华,等水硬铅石的分解反应动力学中国有色金属学[]6-13:15241527报.,2003,()64AltundoanHSTumenF.Removalofhoshatesfromaueoussolutionsbusin[]g,ppqygbauxiten:也eactivationstudy[J].JournalofChemicalTechnologyandBiotechnology,2003784-833:82.,()65M-绕东生.珪酸盐物理化学.北京冶金工业出版1990:301307.[][],,[66王宇斌新峰.J.:],朱,张乐观,等赤泥去除高浓度含稱废水[]化工进展,2010,29(9)-17711774.[67]刘凡,贺纪正,李学恒,等.磯溶液浓度与针铁矿表面吸附磯的化学状态[J].科学1994392-通报1:5960.,,()[68]陈泽恩,王郑,缪伟,等.凹凸棒复合滤料对氨氮的静态吸附研巧[J].广东化工,2009368-:1920.,()[69]郑越,刘方,吴永贵.粉煤灰对工业沸水中国氨氮的吸附性能研巧[可环境科学与201-134。:57.技术,),70刘通肖刚.J.[],,姚立荣,等沸石的改巧及其对水源水中氨氮去除的研巧[]水文地20-质工程地质11382:97101.,,()72010352:[.赤泥去除工业废水中镑态氮的研究内.贵州化工U郑越,刘方,(,吴永贵,)44-47.[72]陈莉,张娜,杜明展,等.煤巧石沸石吸附氨氮废水试验研究机.工业水处理,2014,347-:4547.()50 专化単位巧古论文贵泥基颗化汉脚抽的制去及其对水中盈稱的化的?研巧致谢一一,H个句号晃眼年充实的研巧生生活即将在这个美丽的季节划上,而我的人生也即将在此开启新的征程—王。兰年的探索研究之路,最应该感谢的是我的指导恩师东波老师广阔说一,他严谨治学,学识渊博位优秀的导师就可,思维鎮密,视野,都有W避免走许多无谓的弯路,他常在我困难的时候,困惑的时候给予我帮助,提出宝贵的意见建议,并支持和鼓励我直面困难,这王年的研究之路走得辛苦却也收获满囊。王老师!,在这里请接受我诚掌的谢意同时,非常感谢课题組的各位老师,,冯老师统揽全局对学习和生活给予最大的帮助和支持老师学识渊博一;李,总能对问题提出针见血的见解;宋老师也思细腻,对我们提出的疑问总能耐也的一一讲解,总能解决我们实验仪器上的;王孝英老师技艺精湛诸多问题。感谢黄华存老师的指导,韦旭老师的督促,是你们的帮助使我的学习顺利完成。最后,感谢家人的支持,实验室同口的帮胁特别在论文定稿的最后阶段他们给予的大力协助一,还有班级同学的关爱,学业的成功离不开你们的份力,在此,送上我最真诚的感谢,谢谢你们。51 专业■?净位硕古论文赤:泥基做粒汉樹制的制各及其对水中氣媒巧汉酣研免攻读硕±学位期间发表的学术论文目录,王东波J:,林荣科,等.赤泥颗粒吸附剂吸附水中氨氮的实验研宛-广叫潘静[]西大学学报自然科学版20巧,6.(己收录)[2]WangDono,PanJin,LinRonke,etal.AstudonComositeAdsorbentRedMud/ChitosangBggypAdsorbingCr(VI)[C].2015NationalConferenceonInformationTechnology孤dComputerScience.2015,819-829.52

当前文档最多预览五页,下载文档查看全文

此文档下载收益归作者所有

当前文档最多预览五页,下载文档查看全文
温馨提示:
1. 部分包含数学公式或PPT动画的文件,查看预览时可能会显示错乱或异常,文件下载后无此问题,请放心下载。
2. 本文档由用户上传,版权归属用户,天天文库负责整理代发布。如果您对本文档版权有争议请及时联系客服。
3. 下载前请仔细阅读文档内容,确认文档内容符合您的需求后进行下载,若出现内容与标题不符可向本站投诉处理。
4. 下载文档时可能由于网络波动等原因无法下载或下载错误,付费完成后未能成功下载的用户请联系客服处理。
关闭