本文關(guān)鍵詞：針鐵礦對(duì)釩的吸附及釩的賦存形態(tài)模擬研究　出處：《成都理工大學(xué)》2015年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：重金屬污染日趨嚴(yán)重,對(duì)人類的生命健康造成了巨大的威脅。工業(yè)活動(dòng)加劇了環(huán)境問(wèn)題的產(chǎn)生,如由于重金屬的積累導(dǎo)致生態(tài)系統(tǒng)惡化問(wèn)題。重金屬在工業(yè)生產(chǎn)上的重要性使其應(yīng)用非常廣泛,但未經(jīng)處理或處理不完全的重金屬污染物排入環(huán)境后,就會(huì)對(duì)土壤和水體等造成相當(dāng)嚴(yán)重的后果,而且,重金屬的量超過(guò)一定范圍后,就會(huì)對(duì)有機(jī)體造成危害。釩是人和動(dòng)物的必須微量元素,但在人體內(nèi)過(guò)量則會(huì)引起急性或慢性中毒。因此重金屬污染治理是人們廣泛關(guān)注的問(wèn)題。鐵基材料,包括鐵(氫)氧化物和零價(jià)鐵均可對(duì)多種環(huán)境污染物起到修復(fù)作用。鐵(氫)氧化物,尤其是針鐵礦在土壤和沉積物中廣泛存在,對(duì)環(huán)境中重金屬具有良好的吸附性能,多年來(lái)一直作為治理重金屬污染物的重要材料之一。納米尺度的針鐵礦由于具有巨大的比表面積和較高的表面活性,可以通過(guò)吸附與環(huán)境中的污染物質(zhì)相互作用,影響制約著許多微量有害元素的遷移、分配和轉(zhuǎn)化,是一種優(yōu)良的重金屬吸附材料。攀枝花地區(qū)環(huán)境中的釩污染是我國(guó)特有的環(huán)境問(wèn)題,但目前很少有比較經(jīng)濟(jì)的治理修復(fù)釩的技術(shù)。本論文依托國(guó)際合作項(xiàng)目“攀枝花釩鈦磁鐵礦區(qū)釩污染治理的關(guān)鍵技術(shù)聯(lián)合研究”,以針鐵礦對(duì)釩的吸附及釩的賦存形態(tài)模擬研究為題,制備合成出供試針鐵礦,對(duì)重金屬元素釩進(jìn)行吸附研究。運(yùn)用掃描電子顯微鏡(SEM)、能譜(EDS)、X射線衍射(XRD)等分析手段,揭示出針鐵礦對(duì)釩吸附的關(guān)鍵影響因素。同時(shí)通過(guò)吸附實(shí)驗(yàn)與計(jì)算機(jī)模擬分析的對(duì)比研究,闡釋針鐵礦對(duì)釩的吸附機(jī)理。主要研究結(jié)果如下:1.釩在針鐵礦表面的吸附和許多其它重金屬在不同吸附介質(zhì)上的吸附相似,都呈現(xiàn)出快速吸附的趨勢(shì),初始過(guò)程幾乎是瞬間發(fā)生的,之后是一個(gè)非常緩慢的過(guò)程,且釩的吸附量不再有顯著的變化。2.p H值是影響針鐵礦吸附釩的重要因素之一。在較低的p H下有助于針鐵礦對(duì)釩的吸附,隨著p H值的增加吸附率下降,這正是預(yù)期的結(jié)果,因?yàn)樵卺樿F礦表面和釩酸根離子表面的電荷變得越來(lái)越負(fù)。對(duì)于低濃度釩溶液,在p H=4左右,針鐵礦對(duì)釩的吸附量和去除率都達(dá)到最高,釩的去除率幾乎達(dá)到百分之百,且隨著p H值的增大,針鐵礦對(duì)釩的去除率又逐漸的減小,然后在p H=8~10的范圍內(nèi)基本趨于穩(wěn)定。最后迅速下降。而對(duì)于高濃度的釩溶液,在整個(gè)考察的p H范圍內(nèi),吸附率和吸附量沒(méi)有太大的變化。3.不同劑量的吸附劑對(duì)高濃度初始釩溶液的吸附影響較為明顯,2.0g/L的吸附劑在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的初始總釩濃度范圍內(nèi)能提供足夠的吸附容量。在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的濃度范圍內(nèi),針鐵礦對(duì)重金屬離子釩的吸附與吸附溶液中離子強(qiáng)度的大小無(wú)關(guān)。4.用Freundlich和Langmuir吸附等溫模型對(duì)15℃、25℃、35℃和4.0、6.0、8.0不同p H條件下的等溫吸附實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合,發(fā)現(xiàn)Freundlich吸附模型對(duì)針鐵礦在所有溫度和p H值內(nèi)對(duì)釩的等溫吸附數(shù)據(jù)擬合的最好,擬合的相關(guān)系數(shù)均達(dá)0.998以上。5.通過(guò)EDTA-Na2對(duì)釩的解吸實(shí)驗(yàn)研究,發(fā)現(xiàn)其解吸率均偏小,但是隨著針鐵礦對(duì)釩的吸附量的增大而有所增大,且呈現(xiàn)出先快速后緩慢增加的趨勢(shì)。通過(guò)對(duì)水體中共存陽(yáng)離子Pb2+、Cd2+和共存陰離子SO2-4、PO3-4的競(jìng)爭(zhēng)性吸附研究,結(jié)果顯示四種離子的競(jìng)爭(zhēng)性吸附能力相對(duì)大小為PO3-4SO2-4 Cd2+Pb2+。6.采用改進(jìn)的Tessier兩步連續(xù)提取法對(duì)吸附釩后的針鐵礦進(jìn)行形態(tài)提取實(shí)驗(yàn),得出的結(jié)果是:大部分的吸附釩在實(shí)驗(yàn)所用的總釩初始濃度下的鹽酸萃取步驟中除去,表明釩在針鐵礦上的吸附是一個(gè)較強(qiáng)的吸附作用;本文最后通過(guò)PHREEQC模擬軟件對(duì)針鐵礦吸附釩后水溶液中釩進(jìn)行形態(tài)模擬,并重新定義了一個(gè)吸附表面“Goe_s”,以便構(gòu)建針鐵礦對(duì)釩的表面吸附模型。結(jié)果發(fā)現(xiàn):針鐵礦吸附釩后水溶液中釩的主要形態(tài)依次為H2VO-4HVO2-4H3V2O-7,針鐵礦在不同p H條件下對(duì)釩作用的表面機(jī)理不同,低p H值下主要與VO+2結(jié)合形成Goe_s2O2V(OH)+2,高p H值條件下主要與HVO2-4作用形成Goe_s2O2VO(OH)。
[Abstract]:Iron ( hydrogen ) oxides , especially goethite , have been widely used in many kinds of environmental pollutants , such as iron ( hydrogen ) oxides and zero valent iron . In this paper , the adsorption of vanadium from iron ore was studied by scanning electron microscopy ( SEM ) , energy dispersive spectroscopy ( EDS ) and X - ray diffraction ( XRD ) . The results show that the main form of vanadium in the aqueous solution is H2VO - 4HVO - 4H3V2O - 7 . The main form of vanadium is H2VO - 4HVO - 4H3V2O - 7 . The main form of vanadium under different pH conditions is H2VO - 4HVO - 4H3V2O - 7 .

【學(xué)位授予單位】：成都理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：X52;O647.3

【參考文獻(xiàn)】

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1 滕彥國(guó),庹先國(guó),倪師軍,張成江,徐爭(zhēng)啟;Environmental Geochemistry of Heavy Metal Contaminants in Soil and Stream Sediment in Panzhihua Mining and Smelting Area,Southwestern China[J];Chinese Journal of Geochemistry;2003年03期

2 張健寧;鄭家榮;翁維滿;吳偉權(quán);楊建勞;;廣西賀江水污染除鉈和鎘應(yīng)急水處理技術(shù)[J];城鎮(zhèn)供水;2013年06期

3 劉演兵，，韓恒斌;砷形態(tài)分析方法研究進(jìn)展[J];環(huán)境科學(xué)進(jìn)展;1994年04期

4 王曉飛;許桂蘋(píng);洪欣;陳麗君;梁曉曦;;利用BCR法和Maiz法提取蔗田土壤中重金屬的研究[J];江西農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào);2015年01期

本文編號(hào)：1401442