發(fā)布時(shí)間：2017-05-13 19:06

  本文關(guān)鍵詞：不同形貌氧化鎂的制備及對(duì)硼的吸附研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：硼鎂礦提硼后的固體廢物——硼泥中約含30 wt.%-40 wt.%的鎂化合物和少量的硼化合物,其資源化利用是長(zhǎng)期困擾硼行業(yè)的難題,需高效提取鎂,實(shí)現(xiàn)廢棄物減排。在硼泥碳酸化處理過(guò)程中,形成的碳酸氫鎂溶液經(jīng)結(jié)晶、煅燒后得到氧化鎂,而碳酸氫鎂溶液中含有的硼同步進(jìn)入氧化鎂中,導(dǎo)致氧化鎂產(chǎn)品難以滿足要求,亟待解決。此外,由于世界衛(wèi)生組織對(duì)含硼廢水具有嚴(yán)格要求,因此,碳酸氫鎂溶液中鎂硼分離和含硼廢水中硼的分離問(wèn)題是制約硼泥綜合利用和硼行業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)難題。納微結(jié)構(gòu)氧化鎂是一種高功能無(wú)機(jī)非金屬材料,其具有特殊的表面形貌、比表面積大、活性高,廣泛應(yīng)用于水體處理、催化、醫(yī)藥等領(lǐng)域。利用氧化鎂吸附碳酸氫鎂溶液和含硼廢水中的硼,實(shí)現(xiàn)鎂硼分離,具有成本低、不引入新雜質(zhì)的獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)。因此,研究不同納微結(jié)構(gòu)的氧化鎂吸附硼從而實(shí)現(xiàn)鎂硼分離,對(duì)實(shí)現(xiàn)硼泥的綜合利用和硼廢水資源化具有重要的意義。本論文以化學(xué)沉淀法為基礎(chǔ),通過(guò)控制反應(yīng)條件制備了不同形貌納微結(jié)構(gòu)氧化鎂,進(jìn)而研究了其對(duì)溶液中硼的吸附性能,以及相應(yīng)吸附動(dòng)力學(xué)、熱力學(xué)性質(zhì),應(yīng)用研究方面研究了大比表面片狀氧化鎂對(duì)實(shí)際重鎂溶液和含硼廢水中硼的吸附應(yīng)用。具體分為以下幾個(gè)方面:1)以硝酸鎂和碳酸鉀為原料,采用化學(xué)沉淀結(jié)合超聲的方法制備出棒狀、層狀和片狀的納微結(jié)構(gòu)氧化鎂。X射線衍射(XRD)結(jié)果顯示所制備的氧化鎂純度較高,結(jié)構(gòu)均為立方體系。比表面積及孔隙度檢測(cè)(BET)結(jié)果顯示棒狀和層狀的氧化鎂比表面積分別為53.406 m2·g-1和79.391 m2·g-1,且棒狀氧化鎂表面為介孔結(jié)構(gòu)。超聲處理得到的氧化鎂納米片比表面積最大,約為168 m2·g-1,隨后深入研究了超聲功率的影響并提出了片狀氧化鎂形成的機(jī)理。2)研究了不同形貌氧化鎂對(duì)硼的吸附性能。實(shí)驗(yàn)表明,氧化鎂吸附硼的最佳pH約為10,溫度升高對(duì)于氧化鎂吸附硼的速度有較大影響,吸附曲線符合準(zhǔn)二階動(dòng)力學(xué)方程;熱力學(xué)曲線符合langmuir模型,大比表面片狀氧化鎂吸附量最高,達(dá)c.a.87mg·g-1。3)以模擬溶液和真實(shí)溶液為處理對(duì)象,采用大比表面片狀氧化鎂研究重鎂液中鎂硼分離問(wèn)題及含硼廢水除硼問(wèn)題。分別以自配模擬溶液和真實(shí)溶液為處理對(duì)象,在重鎂液的硼鎂分離研究中,大比表面片狀氧化鎂可以去除90%以上的硼離子,并對(duì)溶液中鎂離子濃度影響較小,具有很好的硼鎂分離效果。在處理含硼廢水除硼實(shí)驗(yàn)中,使用大比表面片狀氧化鎂可以去除80%~90%的硼離子,結(jié)合后處理工藝可以使得廢水中硼含量達(dá)到國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)。
【關(guān)鍵詞】：氧化鎂 形貌 碳酸氫鎂 硼吸附 硼鎂分離 廢水
【學(xué)位授予單位】：北京有色金屬研究總院
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TQ132.2
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-11
• 1 緒論11-20
• 1.1 本課題研究的背景及意義11-14
• 1.1.1 硼及硼化合物簡(jiǎn)介11
• 1.1.2 硼鎂礦生產(chǎn)工藝及面臨的問(wèn)題11-13
• 1.1.3 溶液除硼方法及氧化鎂吸附除硼的優(yōu)勢(shì)13-14
• 1.2 不同形貌納微結(jié)構(gòu)氧化鎂研究現(xiàn)狀14-16
• 1.2.1 納微結(jié)構(gòu)氧化鎂簡(jiǎn)介14-15
• 1.2.2 不同形貌納微結(jié)構(gòu)氧化鎂研究現(xiàn)狀15-16
• 1.3 納微結(jié)構(gòu)氧化鎂的吸附應(yīng)用進(jìn)展16-18
• 1.3.1 納微結(jié)構(gòu)氧化鎂吸附應(yīng)用研究進(jìn)展16-17
• 1.3.2 氧化鎂吸附硼的相關(guān)理論簡(jiǎn)介17-18
• 1.4 本論文的研究?jī)?nèi)容及意義18-20
• 1.4.1 研究?jī)?nèi)容18-19
• 1.4.2 本論文的研究意義19-20
• 2 不同形貌納微結(jié)構(gòu)氧化鎂的制備與表征20-35
• 2.1 引言20-21
• 2.1.1 實(shí)驗(yàn)藥品與儀器20
• 2.1.2 表征手段與檢測(cè)方法20-21
• 2.2 棒狀介孔氧化鎂的制備與表征21-25
• 2.2.1 制備流程21
• 2.2.2 表征與討論21-25
• 2.3 層狀氧化鎂的制備與表征25-28
• 2.3.1 制備流程25
• 2.3.2 表征與討論25-28
• 2.4 大比表面片狀氧化鎂的制備與表征28-34
• 2.4.1 制備流程28
• 2.4.2 表征與討論28-34
• 2.5 本章小結(jié)34-35
• 3 不同形貌氧化鎂對(duì)硼的吸附性能研究35-49
• 3.1 研究硼吸附的設(shè)備和方法35
• 3.2 吸附影響因素的研究35-40
• 3.2.1 吸附劑加入量的確定35-36
• 3.2.2 最佳反應(yīng)pH值的確定36-38
• 3.2.3 溫度對(duì)于氧化鎂吸附硼的影響38-39
• 3.2.4 初始濃度對(duì)于不同形貌氧化鎂吸附硼的影響39-40
• 3.3 氧化鎂吸附硼的動(dòng)力學(xué)研究40-41
• 3.4 氧化鎂吸附硼的熱力學(xué)研究41-42
• 3.5 氧化鎂對(duì)硼的吸附機(jī)理研究42-44
• 3.6 氧化鎂吸附后的形貌和EDS分析44-45
• 3.7 片狀氧化鎂的脫附與再生45-47
• 3.8 本章小結(jié)47-49
• 4 氧化鎂的吸附應(yīng)用研究49-57
• 4.1 引言49
• 4.2 重鎂液的鎂硼分離49-51
• 4.2.1 溶液來(lái)源與分析49
• 4.2.2 模擬溶液研究49-50
• 4.2.3 實(shí)際溶液應(yīng)用50-51
• 4.3 含硼廢水硼的脫除51-56
• 4.3.1 初始樣品分析51-52
• 4.3.2 模擬溶液研究52-54
• 4.3.3 實(shí)際溶液應(yīng)用54-56
• 4.4 本章小結(jié)56-57
• 結(jié)論57-59
• 參考文獻(xiàn)59-65
• 攻讀碩士學(xué)位期間取得的學(xué)術(shù)成果65-66
• 致謝66

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