【摘要】：近年來,隨著我國建筑、汽車、電力、機械等行業(yè)的快速發(fā)展,對鋼鐵制品的需求量逐年增加,在鋼鐵制品表面涂裝之前,通常采用鹽酸進行酸洗除銹處理,由此產(chǎn)生了大量的酸洗廢液,而且還會帶入重金屬離子。制成鐵系水處理劑是酸洗廢液資源化處理方法之一,但實際應(yīng)用中尚未考慮重金屬去除的問題。本論文對鐵粉還原法、磷酸鹽法、磷酸鹽聯(lián)同鐵粉法去除酸洗廢液中Pb~(2+)、Cu~(2+)的可行性進行了研究,考察了pH、反應(yīng)溫度、反應(yīng)時間、投加量等影響因素,優(yōu)化了反應(yīng)條件,確定了最佳組合方案,對沉淀產(chǎn)物進行表征分析,初步探討了重金屬的去除機理,并研究了其他重金屬離子對鐵粉還原法去除Pb~(2+)、Cu~(2+)的影響。主要結(jié)論如下:(1)鐵粉還原法去除Pb~(2+)時,主要影響因素是鐵粉投加量,次要影響因素為初始pH值,最佳組合方案為:鐵粉投加量50 g/L,初始pH值1.7,反應(yīng)溫度40℃,反應(yīng)時間15min,該組合方案下,Pb~(2+)去除率達82.4%;鐵粉還原法去除Cu~(2+)時,主要影響因素是鐵粉投加量,次要影響因素為反應(yīng)時間,最佳組合方案為:鐵粉投加量6g/L,初始pH值0.9,反應(yīng)溫度30℃,反應(yīng)時間6min,此時Cu~(2+)去除率達99.4%;根據(jù)沉淀產(chǎn)物表征分析,鐵粉處理酸洗廢液時,與Pb~(2+)、Cu~(2+)主要發(fā)生還原作用,沉淀產(chǎn)物以單質(zhì)鉛和單質(zhì)銅為主要存在形式。(2)磷酸鹽法及磷酸鹽聯(lián)同鐵粉法均可有效去除酸洗廢液中的Pb~(2+)。磷酸鹽法去除Pb~(2+)時,主要影響因素是磷酸鹽投加量,次要影響因素是初始pH值,最佳組合方案為:磷酸鹽投加量50g/L,初始pH值1.7,反應(yīng)溫度為40℃,反應(yīng)時間45min,該組合方案下,Pb~(2+)去除率達82.1%;磷酸鹽聯(lián)同鐵粉法去除Pb~(2+)時,主要影響因素是m(磷酸鹽):m(鐵粉),次要影響因素為反應(yīng)時間,最佳組合方案為:磷酸鹽:鐵粉為5:2(即磷酸鹽投加量50 g/L、鐵粉20 g/L),初始pH值0.5,反應(yīng)溫度40℃,反應(yīng)時間15min,此時Pb~(2+)去除率達92.4%,比單獨使用磷酸鹽時,去除率提高10.3%;磷酸鹽處理酸洗廢液時,與Pb~(2+)反應(yīng),產(chǎn)物以磷酸鉛類沉淀形式存在,主要有PbHPO_4、Pb_3(PO_4)_2以及Pb_5(PO_4)_3Cl。(3)磷酸鹽法對酸洗廢液中Cu~(2+)去除效果不佳,而磷酸鹽聯(lián)同鐵粉法可以達到較好的去除效果。磷酸鹽法去除Cu~(2+)時,主要影響因素是初始pH值,次要影響因素是磷酸鹽投加量,最佳組合方案為:磷酸鹽投加量50g/L,初始pH值1.1,反應(yīng)溫度50℃,反應(yīng)時間30min,此時Cu~(2+)去除率達26.7%;磷酸鹽聯(lián)同鐵粉法去除Cu~(2+)時,主要影響因素是反應(yīng)時間,次要影響因素為初始pH值,最佳組合方案為:磷酸鹽投加量40g/L,鐵粉2g/L,初始pH值1.0,反應(yīng)溫度30℃,反應(yīng)時間12min,此時Cu~(2+)去除率達97.4%,比單獨投加磷酸鹽時去除率提高70.7%;磷酸鹽處理酸洗廢液時,與Cu~(2+)、鐵離子反應(yīng),產(chǎn)物以磷酸鐵銅(Cu_3Fe_4(PO_4)_6)共沉淀形式存在。(4)探究其他重金屬離子對鐵粉還原法去除Pb~(2+)、Cu~(2+)的影響時發(fā)現(xiàn),Cr~(3+)對鐵粉去除Pb~(2+)基本不產(chǎn)生干擾,而Cu~(2+)、Ni~(2+)對鐵粉去除Pb~(2+)存在抑制作用,并且隨著干擾離子濃度增大,抑制作用增強,Cu~(2+)、Ni~(2+)濃度為500mg/L時,Pb~(2+)去除率分別降低16.5%、42.1%;Cr~(3+)對鐵粉去除Cu~(2+)存在輕微抑制作用,并且隨著干擾離子濃度增大,抑制作用逐漸增強,Cr~(3+)濃度為500mg/L時,Cu~(2+)去除率下降2.5%,Pb~(2+)、Ni~(2+)對鐵粉去除Cu~(2+)基本不產(chǎn)生干擾。
【學位授予單位】：青島理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：X76

【參考文獻】

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本文編號：2752653