本研究以銅渣為原料,通過碳熱還原法制備多孔硅酸鹽負(fù)載型微納米鐵（簡(jiǎn)稱微納米鐵）,用于去除廢水中的Cr（Ⅵ）。研究了微納米鐵的制備條件和廢水降解條件對(duì)去除Cr（Ⅵ）的影響,并探究了相關(guān)的反應(yīng)機(jī)理。結(jié)果表明,在焙燒溫度為1 150℃、焙燒時(shí)間為40 min、煤用量為25%的條件下制備的微納米鐵去除Cr（Ⅵ）的效率最高。掃描電子顯微鏡和能譜分析表明,銅渣還原焙燒后形成多孔結(jié)構(gòu),硅酸鹽孔洞表面鑲嵌大量納米級(jí)至微米級(jí)零價(jià)鐵顆粒。增加微納米鐵的用量、提高廢水溫度和降低溶液的初始pH值,可以提高Cr（Ⅵ）的去除率。在微納米鐵用量為1 g/L、廢水溫度為27℃、初始pH為3的條件下,處理濃度為10 mg/L的廢水,反應(yīng)2.5 min即可去除100%的Cr（Ⅵ）。機(jī)理分析表明,微納米鐵與Cr（Ⅵ）發(fā)生了氧化還原反應(yīng),Cr（Ⅵ）被還原生成Cr（Ⅲ）并被礦化為鉻鐵礦。 

【文章來源】：礦產(chǎn)保護(hù)與利用. 2020,40(03)

【文章頁(yè)數(shù)】：6 頁(yè)

【部分圖文】：

銅渣的XRD圖譜

圖1 銅渣的XRD圖譜由表1可知,銅渣含F(xiàn)e 36.55%,含Cu 0.36%,主要脈石組分為SiO2和Al2O3,含量分別為34.70%和5.93%。XRD分析表明,銅渣中的主要礦物為鐵橄欖石和磁鐵礦。SEM分析結(jié)果表明,鐵橄欖石、磁鐵礦和硅酸鹽玻璃相的嵌布關(guān)系復(fù)雜。此外,銅渣中發(fā)現(xiàn)了少量超細(xì)粒銅硫。試驗(yàn)所用還原劑為無(wú)煙煤,其工業(yè)分析結(jié)果表明其含有0.80%水分、81.11%固定碳、10.91%灰分和7.18%揮發(fā)分。將無(wú)煙煤粉碎至-0.1 mm后備用。

在焙燒時(shí)間40 min、煤用量25%的條件下,研究焙燒溫度對(duì)微納米鐵去除Cr(VI)的影響,結(jié)果見圖3。由圖3可知,當(dāng)焙燒溫度為1 000 ℃時(shí),反應(yīng)40 min后Cr(VI)去除率僅為28.43%,而當(dāng)焙燒溫度為1 150 ℃時(shí),反應(yīng)40 min Cr(VI)的去除率增加到92.95%。而當(dāng)焙燒溫度進(jìn)一步升高到1 200 ℃時(shí),反應(yīng)40 min后的去除率下降為61.90%。這可能是由于焙燒溫度影響零價(jià)鐵的形成和聚集,在一定范圍內(nèi)提高焙燒溫度會(huì)促進(jìn)零價(jià)鐵的形成,從而有利于去除Cr(VI)。進(jìn)一步提高焙燒溫度不會(huì)產(chǎn)生更多的零價(jià)鐵,但會(huì)促進(jìn)零價(jià)鐵顆粒聚集,從到導(dǎo)致與Cr(VI)接觸的機(jī)會(huì)減少,使Cr(VI)的去除率下降。所以確定最佳焙燒溫度為1 150 ℃。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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本文編號(hào)：3394364