本文關(guān)鍵詞：不同形貌氧化鎂的制備及對硼的吸附研究，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,其資源化利用是長期困擾硼行業(yè)的難題,需高效提取鎂,實現(xiàn)廢棄物減排。在硼泥碳酸化處理過程中,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)生組織對含硼廢水具有嚴格要求,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機非金屬材料,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,實現(xiàn)鎂硼分離,具有成本低、不引入新雜質(zhì)的獨特優(yōu)點。因此,研究不同納微結(jié)構(gòu)的氧化鎂吸附硼從而實現(xiàn)鎂硼分離,對實現(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),通過控制反應(yīng)條件制備了不同形貌納微結(jié)構(gòu)氧化鎂,進而研究了其對溶液中硼的吸附性能,以及相應(yīng)吸附動力學(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實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(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理。2)研究了不同形貌氧化鎂對硼的吸附性能。實驗表明,氧化鎂吸附硼的最佳pH約為10,溫度升高對于氧化鎂吸附硼的速度有較大影響,吸附曲線符合準二階動力學(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c.a.87mg·g-1。3)以模擬溶液和真實溶液為處理對象,采用大比表面片狀氧化鎂研究重鎂液中鎂硼分離問題及含硼廢水除硼問題。分別以自配模擬溶液和真實溶液為處理對象,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驗中,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到國家排放標準。
【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)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：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 硼及硼化合物簡介11
• 1.1.2 硼鎂礦生產(chǎn)工藝及面臨的問題11-13
• 1.1.3 溶液除硼方法及氧化鎂吸附除硼的優(yōu)勢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)用進展16-18
• 1.3.1 納微結(jié)構(gòu)氧化鎂吸附應(yīng)用研究進展16-17
• 1.3.2 氧化鎂吸附硼的相關(guān)理論簡介17-18
• 1.4 本論文的研究內(nèi)容及意義18-20
• 1.4.1 研究內(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 實驗藥品與儀器20
• 2.1.2 表征手段與檢測方法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 溫度對于氧化鎂吸附硼的影響38-39
• 3.2.4 初始濃度對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 氧化鎂對硼的吸附機理研究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 溶液來源與分析49
• 4.2.2 模擬溶液研究49-50
• 4.2.3 實際溶液應(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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本文編號：363360