改性废弃稀土抛光粉对磷酸根的吸附性能研究

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1、摘要本文从固体废物资源化和高效除磷吸附材料开发与利用的角度出发，探讨了将玻璃加工行业产生的固体废物一废弃稀土抛光粉转化为水处理吸附材料的方法，较系统地研究了该吸附材料对磷的基本吸附性能和反应机理。研究结果表明，废弃稀土抛光粉可以通过采用硫酸加热～碱中和沉淀法制备成吸附性能良好的MLP(ModifiedLanthanidePolishingPowder)磷吸附材料。实验室制备的适宜条件为：硫酸浓度为2mol／L；酸加热温度为90"C；加碱中和沉淀后的干燥温度为80℃，制备的吸附材料的磷吸附量达到1．03mol／

2、g，为原材料的100倍。采用间歇式静态吸附实验对MLP磷吸附材料的吸附性能进行的研究结果表明，吸附过程受到pH值影响较大，酸性条件下的吸附要好于碱性条件下的吸附，但磷初始浓度较低时(5mg／L)吸附材料有较宽的pH范围(4～10)适应性，几乎都能达到完全吸附，常见的共存无机阴离子对磷酸根的吸附影响程度轻微。在开始阶段无论是不同pH值还是不同初始浓度，吸附反应都进行得很快，随着反应时间延长。反应进行逐渐变慢并趋向于平衡。采用Lagergren方程拟合实验数据的结果表明，吸附属于分为两个吸附阶段的一级反应，即第一

3、阶段为扩散控制反应，第二阶段为化学吸附控制反应。研究吸附反应机理的推测结果表明，吸附反应以Langmuir方式为主，并且伴随有Freundlich吸附现象的发生。在Langmuir吸附等温方程的基础上推导出该反应为属于熵驱动过程的吸热反应，估算出吸附热为+34．87kJ／mol。对解吸的初步研究结果发现，使用后吸附材料的最佳解吸条件为：脱附剂NaOH浓度为2mol／L，用量100IIIL／g，再生后的吸附材料具有重复利用的可能性。关键词：MLP磷吸附材料；吸附等温线：吸附速率AbstractInviewofs

4、olidwasterecyclinganddevelopmentandutilizationofh妫effectivephosphorusadsorptionmaterial，thisresearchhasdiscussedaneffectivewayofconvertingwasteral"eearthpolishingpowderintoMLP(ModifiedLanthanidePolishingPowder)phosphorusadsorptionmaterial．Itpromisesanapproa

5、chtoadvancedphosphorusremovalandsolidwasterecycling．Itwasfoundthattherawwastematerialcouldbetransformedintoafeasiblephosphateadsorptionagentbyacidtreatmentunderheatingfollowedbyalkalinetreatment．Thepreferentialtransformationconditionwasthefollowing：sulfuric

6、acidconcentration2mol／L，heatingtemperature90℃，anddryingtemperature80"(2，respectively．AdsorptionperformanceofMLPadsorptionmaterialWasstudiedbyaseriesofbatchadsorptionexperinaents．ItwasverifiedthatMLPadsorptionmaterialcouldkeepratherhighadsorptionabilityatawi

7、depHrangeof4-10．whereascomnloncoexistentanionssuchasCl。，S042jandN03。havehadlittleadverseinfluence．TheadsorptionratesatlowpHandatlowinitialphosphorusconcentrationswerefasterthanthatathighpHvalueandathighconcentrations，andwerefastenoughatthebeginningstageinsp

8、iteofdifferentpHandconcentrations．TheadsorptionreactionWastentativelyfirst-orderreactionbyfittingLagergrenequation．Thereactioncouldbedividedintotwostage，thefirststageWasdiffusecontrolledreactionandthes