镁铝水滑石对水中Sb(V)的吸附性能研究

采用共沉淀法合成了阳离子摩尔比为2∶1(2Mg/Al LDHs)和4∶1(4Mg/Al LDHs)的镁铝水滑石,利用X射线衍射仪、比表面积及孔径分布仪和zeta电位分析仪表征了两种水滑石的基本性质,并且研究了不同p H值、不同时间、不同初始浓度以及共存离子种类等因素对镁铝水滑石吸附Sb(V)的影响。结果表明,由于CO_3~(2-)在层间的排列方式不同导致镁铝水滑石晶面间距存在明显差异;并且两种水滑石具有较高的总孔容积、比表面积和等电点。镁铝水滑石对Sb(V)的吸附动力学和吸附等温式分别可以由假二级动力学模型和Langmuir吸附等温式描述。模型拟合结果显示,2Mg/Al LDHs的吸附速率和吸附量分别高达0.19 g/(mg·h)和50.52 mg/g。镁铝水滑石对Sb(V)的去除机制主要包括表面物理吸附、阴离子交换和静电吸引等。     

超重力法制备高分散性镁铝水滑石及其对铀酰离子的吸附性能

以硝酸镁(Mg(NO₃)₂·6H₂O)和硝酸铝(Al(NO₃)₃·9H₂O)为原料、尿素(CO(NH₂)₂)为沉淀剂,利用超重力法制备了粒径分布均匀、高分散的片状微细镁铝水滑石。通过扫描电镜、X射线衍射仪及激光粒度分布仪对样品进行了分析表征,比较了传统水热合成法与超重力法制备镁铝水滑石的形貌和粒径分布,分析了镁铝水滑石微细颗粒间形成团聚的机理,考察了异丁醇共沸蒸馏干燥工艺对产品分散性的影响,并研究了制备的镁铝水滑石(Mg-Al-LDHs)对铀酰离子(UO₂²⁺)的吸附性能。结果表明,利用超重力法制备的微细Mg-Al-LDHs粒径分布均匀,为六方片状,粒径在1～2.5 μm之间; 使用非均相共沸蒸馏方法进行干燥,可有效防止Mg-Al-LDHs粉体团聚。在吸附时间120 min、UO₂²⁺初始浓度35 mg/L、吸附剂投加量0.01 g(废水体积30 mL)、pH=6、吸附温度50 ℃条件下,Mg-Al-LDHs对UO₂²⁺的饱和吸附量为118.57 mg/g。表明Mg-Al-LDHs对UO₂²⁺具有良好的吸附性能,是处理含铀废水的一种潜在吸附剂。     

电絮凝法处理高氟地热水

针对常用的除氟工艺存在的缺点,以高氟地热水处理为研究对象,研究利用电絮凝法除氟过程。结果表明,电絮凝法处理高氟地热水的最佳工艺参数为面体比80m2/m3、极板间距0.5cm和电流密度10A/m2,电耗为2.13kWh/t,酸性或中性水和较高的水温有助于提高处理效果。电絮凝法除氟机理为可溶性的铝电解产生Al3+离子在适宜的pH值时形成Al(OH)3,最后转换成A1n(OH)3n,通过絮凝作用将氟化物去除。     

镁/铝异种材料连接界面的显微组织与结合强度研究

用镁铝共晶合金粉末作为连接剂,分别在420°C和450°C下加压保温一定时间,对AZ91D镁合金与5056铝合金进行了连接.用扫描电子显微镜及配备EDS能谱,对铝、镁合金结合界面的显微组织进行了分析.结果表明,镁铝共晶粉末与两侧基体形成了明显的扩散层,420°C时扩散层由α-Mg+Mg17Al12层、Mg2Al3层、α-Al层组成,450°C时扩散层由Mg17Al12层、Mg2Al3层、α-Al层组成.通过三点弯曲实验对界面结合强度进行测试,结果表明,当450°C下保温90 min时,镁/铝合金连接效果最佳,强度约达27 MPa.     

镁/铝异种材料连接界面的显微组织与结合强度研究

用镁铝共晶合金粉末作为连接剂,分别在420 °C和450 °C下加压保温一定时间,对AZ91D镁合金与5056铝合金进行了连接.用扫描电子显微镜及配备EDS能谱,对铝、镁合金结合界面的显微组织进行了分析.结果表明,镁铝共晶粉末与两侧基体形成了明显的扩散层,420 °C时扩散层由α-Mg+Mg17Al12层、Mg2Al3层、α-Al层组成,450 °C时扩散层由Mg17Al12层、Mg2Al3层、α-Al层组成.通过三点弯曲实验对界面结合强度进行测试,结果表明,当450 °C下保温90 min时,镁/铝合金连接效果最佳,强度约达27 MPa.     

双氧水氧化处理某金矿含氰废水试验研究

为了了解采用双氧水氧化处理含氰废水的效果,对某pH值=915,总氰浓度8456 mg/L,总铜浓度7178 mg/L的含氰废水进行了工艺条件研究,结果表明,在调整废水pH值的情况下,一次性添加24 mL/L双氧水,反应时间60 min,获得的出水总氰、总铜浓度分别为043 mg/L、035 mg/L,达到《污水综合排放标准》（GB 8978—1996）一级标准要求;双氧水处理含氰废水的药剂成本与废水总氰浓度相关,总氰浓度为8456 mg/L时,每吨双氧水成本约为399元;双氧水适宜用量与废水总氰浓度的关系为y=0027 03x+0212 87,该模型具有高可信度。     

煤矸石制备聚合硫酸铝铁处理煤泥水的实验研究

以六盘水矿区的煤矸石为原料,采用酸浸的方法提取其中的铝铁元素合成了水处理剂PAFS,并用以处理煤泥水。用最佳条件合成的PAFS处理煤泥水,在煤泥水p H=6.5,每升滴加0.05 mol/L PAFS0.2 mmol条件下,处理效果最佳,沉降20 min即可达到污水排放的1级标准。     

多孔方沸石球对含氟水的处理

通过微观分析方法,在鄂尔多斯盆地白垩系钻孔岩样中首次发现方沸石类矿物。就地取材,对方沸石岩进行提纯和改性,制成多孔方沸石球,用于含氟水的处理,取得了明显的效果。对于100mL起始浓度3.00mg/L的含氟水,方沸石球较佳的水处理工艺条件为:用量1.5g,搅拌后静置48h,直径3mm。对于起始浓度3.00mg/L的含氟水,方沸石球一次水处理后氟离子浓度就低于国家标准。对于起始浓度3.00～10.00mg/L的含氟水,经方沸石球几次水处理后氟离子浓度也低于国家标准。方沸石球对氟离子吸附等温线符合Langmuir吸附等温式,为:qe=0.243ce/(1 0.433ce);吸附速度符合斑厄姆公式,为:dq/dt=4.482×10-3(qe-q)/t 0.176。用过的方沸石球再生处理后活性基本恢复,多次再生后除氟效果有所下降。     

不同镁铝比LDHs对苯甲醚合成反应催化效果的研究

采用共沉淀法合成了一系列不同镁铝比的类水滑型层状金属氢氧化物(LDHs),通过XRD、SEM、FT-IR、NH₃-TPD、CO₂-TPD、TG和ICP-OES方法对MgAl-LDHs和焙烧产物进行表征,并用于催化苯酚与碳酸二甲酯(DMC)气相合成苯甲醚。结果表明,共沉淀法合成的MgAl-LDHs在Mg/Al比为2~4时具有良好的类水滑石结构,主要以球形层片聚集体的形态存在,其层间距、平均孔径和碱酸比在Mg/Al比为2~4之间逐渐增加;所制备的MgAl-LDHs样品均显示出良好的反应活性,并发现苯甲醚的选择性随催化剂酸碱比先增加后减小,当镁铝比为4时,其酸碱比为0.32,此时苯甲醚选择性最高为88.93 %。此外,还考察了反应温度和质量空速对苯甲醚催化效果的影响。     

磁混凝设备在矿井水应急处置工程中的应用

区别于常规污水处理工程,应急处理工程需满足建设周期短、占地面积小、快速达标排放的要求。以宁夏省某煤矿应急处置工程为例,重点介绍了磁混凝设备在煤矿矿井水应急处理中的应用情况,为矿井水应急处置工程提供参考。该应急抢险工程采用磁混凝一体化应急设备,处理现状满负荷运行的煤矿污水处理厂的溢流污水,工程设计规模为10 000 m3/d,建设费用（包括设备费用、运输、安装、配套设施建设等）为1123万元,工程设计、施工、调试达标不超过7天。运行结果表明,矿井水处理后出水CODcr≤10 mg/L,BOD5≤8 mg/L,氨氮在01~02 mg/L,总氮≤4 mg/L,总磷≤002 mg/L,SS在20~50 mg/L,pH值在7~8,远超《城镇污水处理厂污染物排放标堆》（GB 18918—2002）一级A排放标准和《地表水环境质量标准》（GB 3838—2002）中COD、氨氮Ⅲ类标准。     

湿法炼锌过程中纳米级二氧化硅除氟技术工艺研究

以工业水玻璃为原料,采用液相沉淀法制备了纳米级二氧化硅,并将其应用于锌电积液除氟。实验结果表明,未经焙烧处理的纳米级二氧化硅无除氟能力; 纳米级二氧化硅经400 ℃、4 h焙烧后,在加入量为锌电积液中F-质量的60倍、锌电积液硫酸浓度145 g/L、除氟温度40 ℃、除氟时间3 h条件下,纳米级二氧化硅吸附氟容量为13 mg/g,对锌电积液中氟脱除率达到78.05%,除氟后溶液含氟0.09 g/L,满足锌电积工序要求。     

氟离子在脱硫石膏表面的吸附转化行为及高浓度含氟废水净化技术

以烟气脱硫(FGD)石膏作为除氟剂,通过沉淀法去除高浓度含氟废水中的氟离子,并对FGD石膏除氟机理进行了探讨。单因素条件实验结果表明,在FGD石膏用量10.744 g/L、pH=7、反应时间30 min、反应温度25 ℃的最佳实验条件下,含氟废水的F^-浓度可从1500 mg/L降至89.13 mg/L,除氟率可达94.06%。溶液化学分析结果表明,当溶液pH=5~11时,溶液中Ca²⁺与F^-的浓度较高,而CaF₂的溶解度较小,FGD石膏在溶液中释放出的Ca²⁺与F^-结合生成难溶的CaF₂沉淀,从而将F^-从溶液中去除。XRD、SEM-EDS等结果表明,反应生成的难溶CaF₂以壳状形式均匀稳定地包裹在FGD石膏表面,从而实现高浓度含氟废水的净化。     

造纸白泥处理含磷污水的研究

为了防治水体富营养化,关键是控制排放水中的磷含量。造纸白泥是一种水处理多功能基质材料,研究该材料处理含磷污水的效果及主要影响因素,结果表明,造纸白泥对处理含磷污水具有良好的效果。处理含磷质量浓度为30 mg/L的污水,当白泥投加量为8 g/L,溶液初始pH值为2,反应时间1 h时除磷效果最佳,除磷率达90.5%。造纸白泥颗粒细小,比表面积大,具有良好的吸附性能;同时,白泥颗粒在酸性条件下可放出Ca~(2+)、Mg~(2+)、Al3+等大量活性离子并可释放碱度与污水中PO_4~(3-)发生表面化学沉淀反应,可实现吸附-沉淀协同作用,除磷效果好,处理成本低,并实现以废治废,是除磷的有效途径。     

铝电解废旧阴极酸浸液除氟回收锂工艺研究

铝电解废旧阴极经过硫酸浸出得到了含有Na、Li、Al、F等有价元素的浸出液,具有回收价值的同时伴随着严重的二次污染。采用冰晶石结晶法两次除氟,除氟后回收锂。实验结果表明：当反应pH=9、n(Al):n(F)=1∶6、反应温度为50℃、反应时间为90 min、晶种添加量为0.8 g/L时,溶液中残氟浓度为48 mg/L,一次除氟率为98.15%,锂除去率为1.38%;经过二次除氟后,溶液中氟的浓度为49 mg/L,二次除氟率为85.12%,锂除去率为2.13%;经过两次除氟后,氟总除去率为99.38%,锂总除去率为1.31%;制备出的Li₂CO₃纯度大于99.5%。     

铟萃余液氧化除铁渣对回转窑尾气水脱氟作用研究

采用广西某公司提铟流程中产生的萃余液氧化除铁渣作为除氟剂,对回转窑尾气洗水进行除氟处理,在溶液初始pH≈5.0,除氟剂添加量为理论量的5倍, 温度40 ℃,机械搅拌条件下,尾气水中的氟离子浓度降至50 mg/L以下,氟离子脱除率达90%以上。该脱氟技术应用于工业试验,溶液中氟离子浓度由370 mg/L下降至50 mg/L以下。     

布尔台煤矿高氟地下水分布特征及形成机制研究

为研究布尔台煤矿高氟地下水的来源及形成机制，采用数理统计、离子分析等手段，在矿物的溶解沉淀、蒸发浓缩、离子交换和竞争吸附等方面对高氟地下水中F-质量浓度特征及分布规律进行研究。结果表明：布尔台煤矿地下水中C(F-)范围为0.31～11.15mg/L，平均值1.7mg/L。从空间分布上看，高氟地下水主要分布在1～5mg/L范围内，占总样品数的48.48%|从垂向分布上看，高氟地下水主要分布于侏罗系含水层组，其主要补给水源为第四系与第三系孔隙水和侏罗系孔隙、裂隙水。含氟矿物的溶解是高氟地下水的主要控制因素。Ca2+与固相中的Na+、K+发生强烈的离子交换反应，HCO-3的竞争吸附置换出吸附在黏土矿物表面的F-，促使F-富集。     

响应曲面法优化含氟矿井水处理及除氟机理研究

地表水或地下水流经富氟岩石易导致水中氟超标。水中氟超标易导致地方性氟中毒、生态环境的破坏，制约水资源综合利用。基于研制的一种高效除氟药剂，通过响应曲面分析中的Box-Behnken设计除氟试验，优化了pH值、除氟药剂投加量和快速搅拌时间对除氟效果的影响，并通过X射线光电子能谱(XPS)、X射线粉末衍射(XRD)、傅里叶红外光谱(FT-IR)等分析手段对除氟药剂及处理后产生的污泥进行表征分析，探讨了除氟药剂去除氟离子的机理。试验结果表明:最佳除氟条件为pH值6.11，药剂投加量4.15 mL，快速搅拌时间10.90 min，此时可使F-从初始的20 mg/L降至0.453 mg/L，与模型预测的0.445 mg/L基本吻合。除氟机理为，药剂在含氟矿井水中形成铁铝硅氧的多核多羟基络合物，通过氟离子与羟基发生交换、取代羟基，将氟离子固定在多核多羟基络合物中，形成铝硅氧四面体结构的氟化物，实现除氟效果。对比现用的羟基磷灰石吸附为主体的处理工艺，本研究制备的除氟药剂具有处理工艺简单、处理效果稳定、处理成本低等优点。     

硫酸镍钴锰溶液中除氟工艺研究

针对从硫酸镍钴锰溶液中除氟效率低、有价金属损失严重等问题, 开展了以Al₂(SO₄)₃·18H₂O为沉淀剂、从硫酸镍钴锰溶液中除氟新工艺研究。考察了反应pH值、Al₂(SO₄)₃·18H₂O用量、反应温度、反应时间等参数对除氟效果的影响, 结果表明, 在初始pH值5.5、氟铝物质的量比为5、反应温度40 ℃、反应时间120 min条件下, 除氟后溶液中氟浓度从初始的3.22 g/L降至0.15 g/L以下, 且引入的Al³⁺浓度低于0.01 g/L, 镍钴锰总损失率低于5%。     

机械力化学法制备钙铝复合材料用于深度脱氟

水体中氟化物含量超标一直是全球关注的环境问题之一,使用含钙物质生成氟化钙沉淀法,出水浓度一般在8 ～9 mg/L,不能满足饮用水中含氟低于1.5 mg/L的世卫标准.为此,本文基于机械力活化的概念,使用行星磨球磨钙铝氢氧化物合成加藤石材料[Ca3Al2 (OH) 12],通过OH-与F-离子交换的新脱氟机理,实现了饮水...     

神东矿区矿井水水化学特征及其灌溉 适宜性评价

矿井水水化学特征决定着其处理工艺及其成本。以神东矿区为研究对象,采集了12组矿井水样品进行测试,采用统计分析、Piper三线图、Gibbs图、各离子间相关关系,确定了其水化学特征及其影响机制。结果表明,矿井水样品的pH值为7.64~8.48,TDS为275.13~3 090.14 mg/L,F^-浓度最高为6.75 mg/L,绝大部分矿井水为高氟、高矿化度水;在空间上呈现了西北高、东南低,随埋深增大,TDS和F^-浓度逐渐升高的趋势;主要水化学类型为HCO₃·SO₄·（Cl）-Na及HCO₃·SO₄·（Cl）-Na·Ca。煤层埋深较浅,易接受补给的矿井水主要受岩石风化控制,反之,主要受浓缩作用控制。同时矿井水还发生了阳离子反交换作用。其用于灌溉的盐碱害较严重,综合EC值、SAR以及钠百分含量指标,判定矿井水大部分为不适合灌溉用水。研究为后期制定矿井水处理工艺及高效利用方案提供参考。