【摘要】：本文嘗試將硫酸改性粉煤灰微珠應用于選礦廢水治理,實現“以廢治廢”。首先對粉煤灰微珠進行了硫酸改性試驗研究,考察了其酸改性活化機制;進而對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,從熱力學和動力學角度揭示了其吸附機理;最后對礦山實際廢水開展吸附和廢水回用試驗研究,論證了該固體吸附劑應用于礦山選礦廢水治理的可行性。研究結果表明:(1)粉煤灰微珠經過硫酸改性后吸附性能大幅度提高,對丁基黃藥的去除率從46.82%提高到95.00%。通過測定酸化前后粉煤灰微珠的粒徑分布、比表面積、微觀形貌、晶體結構、表面官能團、表面Zeta電位等參數的變化,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,對吸附性能的促進作用有限。(2)硫酸改性粉煤灰微珠對鉛鋅選礦四種有機藥劑呈現出完全不同的吸附特性。熱力學結果表明:對丁基黃藥的吸附屬于單層吸附,符合Langmuir吸附等溫方程式;對腐植酸鈉、乙硫氮、BK-906藥劑吸附過程可用Freundich吸附等溫式來描述,其吸附能力大小為腐植酸鈉乙硫氮BK-906;動力學結果表明:改性粉煤灰微珠對有機藥劑的吸附速率為丁基黃藥BK-906、腐植酸鈉乙硫氮。(3)對Pb~(2+)、Zn~(2+)的吸附試驗表明,堿性條件有利于重金屬離子的去除。對于初始濃度為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鉛鋅選礦實際廢水有很好的的吸附效果:在pH值為9,投加量為10g/L,吸附時間為3h時,硫酸改性粉煤灰微珠對鉛鋅選礦實際廢水中Pb~(2+)、Zn~(2+)離子的去除率在60%左右,但對Cu~(2+)去除率較低,只有20%,可能和其濃度較低有關;對有機成分的去除率可達90%,解決了目前采用的混凝沉降方法對有機殘留物去除能力較差的問題。(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%;而經吸附后回用,指標分別提高到32.00%和50.7%,同時,鋅精礦中所含雜質降到0.44%。本文的創(chuàng)新處點:(1)有效闡明了硫酸改性粉煤灰微珠的活化機理:主要來源于改性過程中硫酸對表面Si-O-Al玻璃體的溶解,激活了Si、Al等活性點,而通過增加比表面積來提高吸附性能的貢獻率相對很小。(2)對鉛鋅選礦實際廢水的吸附試驗表明,硫酸改性粉煤灰微珠可以有效去除廢水中的有機成分(去除率90%),但對不同有機藥劑呈現出完全不同的吸附特性和吸附機理。
【學位授予單位】：西安建筑科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TQ424;X753
【圖文】：

西安建筑科技大學碩士學位論文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)電廠產生的工業(yè)固廢。是由研磨成一定細度的煤粉在鍋 1100~1500℃的高溫懸浮燃燒產生的。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小的液滴，在排出爐外時，經成粒徑不同的微細球形顆粒[1-9]。煤粉燃燒及粉煤灰形成過程，如圖 1.

圖 3.2 原狀粉煤灰微珠 SEM 圖及對應的能譜分析圖（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 圖及對應的能譜分析圖圖 3.2 是原狀粉煤灰微珠的形貌對應及能譜圖，圖 3.3 是經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，經硫酸改性后表面由

圖 3.3 硫酸改性粉煤灰微珠 SEM 圖及對應的能譜分析圖圖 3.2 是原狀粉煤灰微珠的形貌對應及能譜圖，圖 3.3 是經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 元素的相對含量較改性前有所下降，而 Si 和 Al 的比例卻有所增加。經酸處理后表面變的更加粗糙，且去除了粉煤灰內部的部分雜質（Fe、Ca、Al 元素），提高了硅鋁物質的量比例[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 法對粉煤灰微珠的比表面積和孔徑進行測定。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】

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1 常自勇;馮其明;歐樂明;;回水中絮凝劑對鋁土礦浮選影響的研究[J];有色金屬(選礦部分);2014年06期

2 王沖;武艷東;楊昌鳳;;水總硬度對脂肪酸類捕收劑的影響初探[J];化工礦物與加工;2014年06期

3 劉詠;劉婭;任越琳;汪詩翔;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];中國環(huán)境科學;2014年04期

4 張敬華;崔運啟;高利;劉彩琳;;改性麥殼對水中苯酚的生物吸附作用[J];化學通報;2013年08期

5 李冬蓮;秦芳;張亞東;;Ca~(2+)、Mg~(2+)、SO_4~(2-)、PO_4~(3-)對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;朱詩瑩;;CTMAB改性粉煤灰處理印染廢水的實驗研究[J];環(huán)保科技;2012年01期

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

9 彭喜花;馬喜君;劉雪梅;潘進文;;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研究[J];選煤技術;2011年04期

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1 劉月平;李寶智;;粉煤灰的特性、結構及在高分子材料中的應用[A];固體廢棄物在城鎮(zhèn)房屋建筑材料的應用研究——中國硅酸鹽學會房建材料分會2006年學術年會論文集[C];2006年

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2 馮章標;柿竹園鎢多金屬礦選礦廢水處理與回用新工藝及機理研究[D];江西理工大學;2017年

3 田勇齊;粉煤灰改性及其吸附性能研究[D];安徽理工大學;2017年

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

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

6 李佳佳;離子交換樹脂去除原水中銻的研究[D];昆明理工大學;2014年

7 宋恩鵬;聚苯胺的合成及其吸收特性的研究[D];西安電子科技大學;2014年

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

9 丁聲強;鉛鋅硫化礦低堿分離技術研究[D];江西理工大學;2013年

10 郭�？�;微珠粉煤灰改性及其吸附/催化性能研究[D];延安大學;2013年

本文編號：2796198