【摘要】：本文嘗試將硫酸改性粉煤灰微珠應(yīng)用于選礦廢水治理,實(shí)現(xiàn)“以廢治廢”。首先對(duì)粉煤灰微珠進(jìn)行了硫酸改性試驗(yàn)研究,考察了其酸改性活化機(jī)制;進(jìn)而對(duì)鉛鋅選礦模擬廢水開展了吸附研究,考察了廢水中殘留選礦藥劑和重金屬離子的吸附特性,從熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)角度揭示了其吸附機(jī)理;最后對(duì)礦山實(shí)際廢水開展吸附和廢水回用試驗(yàn)研究,論證了該固體吸附劑應(yīng)用于礦山選礦廢水治理的可行性。研究結(jié)果表明:(1)粉煤灰微珠經(jīng)過(guò)硫酸改性后吸附性能大幅度提高,對(duì)丁基黃藥的去除率從46.82%提高到95.00%。通過(guò)測(cè)定酸化前后粉煤灰微珠的粒徑分布、比表面積、微觀形貌、晶體結(jié)構(gòu)、表面官能團(tuán)、表面Zeta電位等參數(shù)的變化,表明粉煤灰微珠表面活性的提高(Zeta電位從-1.7976 mV提高到-15.5387 mV),是吸附性能提高的主要原因;酸腐蝕提高了表面粗糙度,使比表面積從2.11 m~2/g提高到2.55m~2/g,對(duì)吸附性能的促進(jìn)作用有限。(2)硫酸改性粉煤灰微珠對(duì)鉛鋅選礦四種有機(jī)藥劑呈現(xiàn)出完全不同的吸附特性。熱力學(xué)結(jié)果表明:對(duì)丁基黃藥的吸附屬于單層吸附,符合Langmuir吸附等溫方程式;對(duì)腐植酸鈉、乙硫氮、BK-906藥劑吸附過(guò)程可用Freundich吸附等溫式來(lái)描述,其吸附能力大小為腐植酸鈉乙硫氮BK-906;動(dòng)力學(xué)結(jié)果表明:改性粉煤灰微珠對(duì)有機(jī)藥劑的吸附速率為丁基黃藥BK-906、腐植酸鈉乙硫氮。(3)對(duì)Pb~(2+)、Zn~(2+)的吸附試驗(yàn)表明,堿性條件有利于重金屬離子的去除。對(duì)于初始濃度為700μg/L的Pb~(2+)、Zn~(2+)離子單一模擬廢水,改性粉煤灰微珠在pH=9,吸附時(shí)間為3h,投加量為7g/L的條件下,Pb~(2+)、Zn~(2+)的去除率分別為50%、40%。(4)硫酸改性粉煤灰微珠對(duì)鉛鋅選礦實(shí)際廢水有很好的的吸附效果:在pH值為9,投加量為10g/L,吸附時(shí)間為3h時(shí),硫酸改性粉煤灰微珠對(duì)鉛鋅選礦實(shí)際廢水中Pb~(2+)、Zn~(2+)離子的去除率在60%左右,但對(duì)Cu~(2+)去除率較低,只有20%,可能和其濃度較低有關(guān);對(duì)有機(jī)成分的去除率可達(dá)90%,解決了目前采用的混凝沉降方法對(duì)有機(jī)殘留物去除能力較差的問(wèn)題。(5)吸附后的廢水回用有效提高了精礦的品位,降低了鉛鋅的互含:回水直接回用,鉛精礦和鋅精礦品位分別為23.15%和47.86%;而經(jīng)吸附后回用,指標(biāo)分別提高到32.00%和50.7%,同時(shí),鋅精礦中所含雜質(zhì)降到0.44%。本文的創(chuàng)新處點(diǎn):(1)有效闡明了硫酸改性粉煤灰微珠的活化機(jī)理:主要來(lái)源于改性過(guò)程中硫酸對(duì)表面Si-O-Al玻璃體的溶解,激活了Si、Al等活性點(diǎn),而通過(guò)增加比表面積來(lái)提高吸附性能的貢獻(xiàn)率相對(duì)很小。(2)對(duì)鉛鋅選礦實(shí)際廢水的吸附試驗(yàn)表明,硫酸改性粉煤灰微珠可以有效去除廢水中的有機(jī)成分(去除率90%),但對(duì)不同有機(jī)藥劑呈現(xiàn)出完全不同的吸附特性和吸附機(jī)理。
【學(xué)位授予單位】：西安建筑科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TQ424;X753
【圖文】：

西安建筑科技大學(xué)碩士學(xué)位論文1 緒論煤灰微珠的理化性能及綜合利用煤灰作為火力發(fā)電廠產(chǎn)生的工業(yè)固廢。是由研磨成一定細(xì)度的煤粉在鍋 1100~1500℃的高溫懸浮燃燒產(chǎn)生的。原煤中含有的不燃粘土礦物發(fā)生熔融等變化，在表面張力的作用下形成細(xì)小的液滴，在排出爐外時(shí)，經(jīng)成粒徑不同的微細(xì)球形顆粒[1-9]。煤粉燃燒及粉煤灰形成過(guò)程，如圖 1.

圖 3.2 原狀粉煤灰微珠 SEM 圖及對(duì)應(yīng)的能譜分析圖（2）硫酸改性粉煤灰微珠 SEM/EDX圖 3.3 硫酸改性粉煤灰微珠 SEM 圖及對(duì)應(yīng)的能譜分析圖圖 3.2 是原狀粉煤灰微珠的形貌對(duì)應(yīng)及能譜圖，圖 3.3 是經(jīng)硫酸改性后粉煤灰微珠的形貌以及能譜圖。由圖 3.2 和圖 3.3 的 SEM 圖可知，經(jīng)硫酸改性后表面由

圖 3.3 硫酸改性粉煤灰微珠 SEM 圖及對(duì)應(yīng)的能譜分析圖圖 3.2 是原狀粉煤灰微珠的形貌對(duì)應(yīng)及能譜圖，圖 3.3 是經(jīng)硫酸改性后粉煤灰微珠的形貌以及能譜圖。由圖 3.2 和圖 3.3 的 SEM 圖可知，經(jīng)硫酸改性后表面由光滑致密變得粗糙、表面凹凸不平，并且出現(xiàn)了很多空洞。硫酸改性前后 EDX 圖可知，改性后 Fe、Ca 元素的相對(duì)含量較改性前有所下降，而 Si 和 Al 的比例卻有所增加。經(jīng)酸處理后表面變的更加粗糙，且去除了粉煤灰內(nèi)部的部分雜質(zhì)（Fe、Ca、Al 元素），提高了硅鋁物質(zhì)的量比例[47]。3.3 粉煤灰微珠的比表面積及孔徑分布為了研究硫酸改性前后粉煤灰微珠比表面積和孔徑變化，采用 N2-BET 法對(duì)粉煤灰微珠的比表面積和孔徑進(jìn)行測(cè)定。改性前后粉煤灰微珠 N2吸附-脫附等溫曲線，如圖 3.4 所示。

【參考文獻(xiàn)】

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3 劉詠;劉婭;任越琳;汪詩(shī)翔;趙仕林;;金屬離子改性腐植酸鈉吸附劑的制備及其除氟性能[J];中國(guó)環(huán)境科學(xué);2014年04期

4 張敬華;崔運(yùn)啟;高利;劉彩琳;;改性麥殼對(duì)水中苯酚的生物吸附作用[J];化學(xué)通報(bào);2013年08期

5 李冬蓮;秦芳;張亞?wèn)|;;Ca~(2+)、Mg~(2+)、SO_4~(2-)、PO_4~(3-)對(duì)晉寧磷礦浮選的影響[J];非金屬礦;2013年01期

6 李朝玉;;腐植酸鈉的獸醫(yī)藥理功能[J];腐植酸;2012年05期

7 王喜全;張秋霞;王玲玲;朱詩(shī)瑩;;CTMAB改性粉煤灰處理印染廢水的實(shí)驗(yàn)研究[J];環(huán)保科技;2012年01期

8 吉濤;方瑩;李鎮(zhèn);徐傳達(dá);;粉煤灰精細(xì)化利用現(xiàn)狀及前景[J];混凝土;2012年01期

9 彭喜花;馬喜君;劉雪梅;潘進(jìn)文;;改性粉煤灰處理低濃度含磷廢水的研究[J];環(huán)境污染與防治;2012年01期

10 李建峰;;粉煤灰浮選脫碳試驗(yàn)研究[J];選煤技術(shù);2011年04期

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3 田勇齊;粉煤灰改性及其吸附性能研究[D];安徽理工大學(xué);2017年

4 米靜靜;菌渣對(duì)廢水中Pb(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)吸附性能的研究[D];西北農(nóng)林科技大學(xué);2015年

5 黨昱;酵母炭基復(fù)合型光催化劑的制備及其處理染料廢水的性能研究[D];長(zhǎng)安大學(xué);2014年

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8 田欣欣;丙烯酸改性殼聚糖磁性顆粒去除水產(chǎn)養(yǎng)殖廢水中氨氮的研究[D];華僑大學(xué);2013年

9 丁聲強(qiáng);鉛鋅硫化礦低堿分離技術(shù)研究[D];江西理工大學(xué);2013年

10 郭海康;微珠粉煤灰改性及其吸附/催化性能研究[D];延安大學(xué);2013年

本文編號(hào)：2796198