赤泥是氧化鋁工業(yè)排出的固體廢渣,產(chǎn)量大且污染環(huán)境。為實(shí)現(xiàn)以廢治廢,本文在總結(jié)國內(nèi)外利用赤泥在水處理中對(duì)磷的吸附研究基礎(chǔ)上,以赤泥壩邊坡長(zhǎng)期風(fēng)化赤泥為主要原料制備顆粒狀除磷材料。另外,基于長(zhǎng)期風(fēng)化赤泥有效成分流失,活性降低,采用熱活化方式以提高其對(duì)磷的去除能力。論文重點(diǎn)對(duì)原料、生料以及不同熱活化方式獲得的材料進(jìn)行磷去除效果實(shí)驗(yàn)以及理化性質(zhì)表征,并對(duì)優(yōu)選出的赤泥基粒狀材料在不同水處理環(huán)境下進(jìn)行除磷性能及除磷機(jī)理研究。此外,通過解吸-除磷循環(huán)實(shí)驗(yàn)操作,評(píng)價(jià)材料對(duì)磷去除作用的穩(wěn)定性,這對(duì)赤泥的開發(fā)利用有重要意義。在顆粒的制備過程中,添加粉煤灰和水泥輔料制備生料顆粒,并進(jìn)一步采用微波和焙燒兩種方式進(jìn)行活化。對(duì)比原始赤泥用于水處理除磷后會(huì)造成水體pH升高的問題,使用相同質(zhì)量的顆粒材料對(duì)水體pH的沖擊明顯降低。兩種活化方式對(duì)顆粒理化性質(zhì)改善作用不同,微波活化的主要作用是改善物理性質(zhì),即增大孔容孔徑和比表面積;焙燒活化主要是促進(jìn)化學(xué)反應(yīng),即活化原料成分、生成具有除磷作用的-OH基團(tuán)物質(zhì)。綜合材料除磷效果以及兩種活化方式的優(yōu)勢(shì),選取原料質(zhì)量配比（赤泥:粉煤灰:水泥）85:10:5,微波功率700W,微波... 

【文章來源】：中國礦業(yè)大學(xué)江蘇省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：92 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

赤泥，粉煤灰和水泥熱失重分析曲線

碩士學(xué)位論文223赤泥基粒狀除磷材料的制備和表征3PreparationandCharacterizationofRedMud-basedGranularPhosphateRemovalMaterials3.1原料赤泥對(duì)磷酸鹽的去除性能研究（PhosphateRemovalusingRawRedMud）由于本研究選取的是邊坡風(fēng)化赤泥，赤泥長(zhǎng)期堆存、受雨水等侵蝕導(dǎo)致內(nèi)部有效成分的流失（從2.2.1化學(xué)成分的測(cè)定也可看出，鈣含量明顯低于一般新鮮赤泥），進(jìn)而會(huì)影響其對(duì)磷酸鹽的去除性能。再加上目前對(duì)邊坡風(fēng)化赤泥的報(bào)道較少，因此首先對(duì)邊坡原始赤泥除磷能力進(jìn)行研究。首先配制濃度為50mg/L的磷酸氫二鉀溶液，不調(diào)節(jié)溶液pH值，磷原液pH為5.60。然后向錐形瓶中移取25ml上述配制的磷溶液，并加入0.05g~0.6g的赤泥（即投加量為2.0g/L~24.0g/L），接著在恒溫25℃的振蕩箱中以100r/min轉(zhuǎn)速振蕩反應(yīng)3小時(shí)。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后測(cè)定溶液中剩余磷的濃度，并計(jì)算赤泥對(duì)磷的吸附量和去除率，結(jié)果見圖3-1。圖3-1邊坡原料赤泥對(duì)磷的去除量和去除率Figure3-1Phosphateadsorptioncapacityandremovalefficiencyofrawredmud（注：吸附實(shí)驗(yàn)溶液pH為5.60，初始磷濃度50mg/L，赤泥投加量2.0g/L～24.0g/L，轉(zhuǎn)速100r/min，反應(yīng)時(shí)間3h，溫度25℃）根據(jù)圖3-1可見，隨著赤泥投加量的增加，廢水中磷的去除率逐漸提高；當(dāng)赤泥投加量從2.0g/L增加到24.0g/L時(shí)，磷的去除率從16.6%增加到99.55%，此時(shí)廢水中的磷基本上被去除完成，這說明選取的邊坡赤泥具有一定的除磷能力，可作為吸附劑應(yīng)用于對(duì)廢水中磷的去除。但仔細(xì)觀察發(fā)現(xiàn)，達(dá)到最大磷去除率時(shí)，

碩士學(xué)位論文243.2.1微波活化方法研究微波加熱法是一種相對(duì)環(huán)保、便捷、加熱均勻的新型加熱形式，其中微波功率的大小和微波時(shí)間的長(zhǎng)短都會(huì)對(duì)材料的理化性質(zhì)及除磷性能有重要影響，因此以赤泥、粉煤灰和水泥質(zhì)量比為85:10:5制備生料顆粒，然后將其放入坩堝中，在微波加熱器中以一定的微波功率（200W~700W）對(duì)生料顆粒加熱一段時(shí)間（5min~35min），研究不同微波功率和微波時(shí)長(zhǎng)對(duì)顆粒除磷性能影響。（1）微波功率對(duì)赤泥基顆粒除磷性能影響選擇微波時(shí)長(zhǎng)為15min，在微波功率200W~700W下對(duì)生料顆粒進(jìn)行加熱活化，冷卻至室溫的顆粒即可用于磷酸鹽的去除實(shí)驗(yàn)。在除磷實(shí)驗(yàn)中，吸附劑投加量選擇原料赤泥最佳投加量4.0g/L，其他實(shí)驗(yàn)條件均同粉狀赤泥，實(shí)驗(yàn)結(jié)束后測(cè)定溶液中磷的去除量，結(jié)果如圖3-2。圖3-2200W～700W加熱的不同赤泥顆粒對(duì)磷的吸附量Figure3-2Phosphateadsorptioncapacityofredmudgranularsheatedfrom200Wto700W（注：吸附實(shí)驗(yàn)溶液pH為5.60，初始磷濃度50mg/L，吸附劑投加量4.0g/L，轉(zhuǎn)速100r/min，反應(yīng)時(shí)間3h，溫度25℃）結(jié)果表明，在相同吸附劑投加量等其他實(shí)驗(yàn)條件下，與原料赤泥對(duì)水體中磷的去除量相比，經(jīng)不同微波功率加熱活化后的赤泥基顆粒對(duì)磷的去除性能并沒有得到很大改善，甚至在低功率下除磷性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于原料赤泥。出現(xiàn)這一現(xiàn)象的原因可能是原料赤泥的比表面積相對(duì)較大，暴露的活性點(diǎn)位較多，而制成顆粒后的材料比表面積會(huì)變小；其次在生料顆粒制備過程中，由于手工造粒、過度壓縮等可能造成赤泥表面粉末堆積，孔道堵塞。從微波功率對(duì)材料除磷性能的影響來看，則呈現(xiàn)一定的規(guī)律：隨著微波功率的增加，磷的去除量逐漸增加。微波功率從200W增加到700W時(shí)，吸附劑對(duì)磷

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