二氧化硅微球包埋羧甲基壳聚糖回收稀土镧离子

解决离子吸附型稀土矿低浓度浸出液和淋滤水中稀土的截留和回收难题十分必要。以稀土镧离子(La(Ⅲ))为代表,采用包埋羧甲基壳聚糖的二氧化硅微球复合吸附剂(SiO_2/CMCH)从低浓度模拟稀土料液中回收La(Ⅲ),并系统研究了溶液pH、La(Ⅲ)浓度、吸附时间、NaNO_3浓度等对La(Ⅲ)吸附量的影响。结果表明,La(Ⅲ)吸附遵循Langmuir等温吸附模型和准二级动力学模型。在308 K的HCl体系中,SiO_2/CMCH对La(Ⅲ)的饱和吸附容量为23.26 mg/g干吸附剂或190.66 mg/g CMCH。吸附为阳离子交换机理,-NH2具有显著的协同配位效应。稀盐酸可以实现对负载在SiO_2/CMCH中La(Ⅲ)的完全解吸,且吸附剂可循环再生。     

SiO2胶体、介孔SiO2对低浓度铀的吸附作用机制研究

分别采用SiO₂胶体和介孔SiO₂(MSP)吸附水溶液中低浓度铀,探讨了溶液初始pH值、吸附时间、固液比等因素对吸附效果的影响。结果表明,当溶液中铀初始浓度为2 mg/L、pH=4时,SiO₂胶体和MSP在7 min达到吸附平衡且对铀的吸附率分别在65%和98%以上;等温吸附拟合结果表明,SiO₂胶体对铀酰离子的吸附并不符合单分子层吸附,MSP则表现出单层覆盖和多层吸附相结合的吸附模式;傅里叶红外光谱分析表明:2种材料主要是靠Si-O-Si、Si-OH基团吸附铀;用0.1 mol/L硝酸可迅速洗脱铀,洗脱效率大于95%。     

壳聚糖基吸附剂制备及其对重金属离子的吸附性能研究

以壳聚糖(CS)为原材料、戊二醛为交联剂,制备了吸附材料壳聚糖/石墨烯(CS/GO)、壳聚糖/纳米二氧化硅(CS/SiO₂)复合微粒。研究了吸附剂CS/GO、CS/SiO₂、交联CS对Cu²⁺、Pb²⁺、Ni²⁺的吸附去除性能。结果表明,3种材料对重金属离子的最大吸附容量顺序为: CS/GO>CS/SiO₂>交联CS; 3种吸附剂材料中CS/GO网络结构最发达,孔隙最多,比表面积最大,吸附性能最好。在模拟废水实验中,当pH=7、吸附剂用量6 g/L、时间30 min条件下,复合颗粒CS/SiO₂对Cu²⁺、Pb²⁺、Ni²⁺的吸附率分别达到99.48%、98.50%和98.49%; CS/GO对Cu²⁺、Pb²⁺、Ni²⁺的吸附率分别达到99.20%、96.76%和99.40%。     

煤矸石制备沸石分子筛及其对酸性废水中Cu2+的吸附性能

煤矸石中富含SiO₂和Al₂O₃,可作为制备沸石分子筛的原料。对枣庄矿业集团煤矸石进行低温氧化、酸浸除杂和高温煅烧,再加以碱熔二次活化等预处理后,进行水热合成反应,制备了沸石分子筛。通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、傅里叶红外光谱(FT-IR)对产物晶体结构、微观形貌和骨架结构进行了表征,表明产物为形态较佳且结晶度较高的4A分子筛。将所制备分子筛用于水中Cu²⁺的吸附,考察了分子筛用量、溶液pH值、吸附时间和温度对吸附效果的影响。结果表明在分子筛用量为6.0 g/L、pH值为5.0、吸附时间为180 min、吸附温度为40℃时,对Cu²⁺浓度为0.01 mol/L的酸性废水中Cu²⁺的吸附率可达89.2%。吸附动力学分析表明吸附过程符合准二级动力学方程,化学吸附在吸附过程中起主导作用。     

用Mn3O4吸附水中Cr(Ⅲ)的试验研究

以合成的Mn₃O₄为吸附剂,研究了pH、吸附时间、Mn₃O₄投加量和Cr(Ⅲ)浓度对Cr(Ⅲ)吸附效果的影响,并测定了吸附等温线。结果表明：当Cr(Ⅲ)初始浓度为10 mg/L时,发生吸附的pH范围为3.0～7.2, pH=6.5时吸附率达到93.7%,pH＞7.2时容易出现Cr(OH)₃沉淀;在25 ℃及pH=5.5的条件下,Mn₃O₄对Cr(Ⅲ)的吸附量经历一个先快速上升,后逐渐增大并达到平衡的过程,达到平衡的时间为17 h;Cr(Ⅲ)的吸附量随Mn₃O₄投加量和Cr(Ⅲ)浓度的增加而增大,吸附等温线符合Freundlich方程。     

累托石对模拟放射性核素钕(Ⅲ)离子的吸附性能研究

在静态条件下,研究了天然累托石对模拟放射性核素钕(Ⅲ)离子的吸附性能、吸附动力学和吸附等温线,考察了溶液pH值、吸附时间、累托石用量等因素对吸附效果的影响.结果表明,pH值是影响吸附性能的主要因素.在室温下,pH值为7.7、吸附时间为3h,累托石用童为0.343g/L、钕(Ⅲ)离子浓度为50mg/L的条件下,用累托石吸...     

蛭石对稀土离子的吸附性能研究

研究了蛭石对稀土离子的吸附作用 ,结果表明 :蛭石具有较强的吸附性能 ,吸附速度较快 ,影响吸附的主要因素是 pH值 ,其吸附机理符合阳离子交换吸附形式 ;通对稀土原地浸矿尾液的处理 ,达到回收稀土的目的 ,可用于实际生产中低浓度稀土的回收     

钠基蒙脱石对Cu2+的吸附研究

为了寻找高效、低成本、无二次污染地解决重金属离子污染问题的方法,以提纯钠化后的蒙脱石(Na-mnt)为吸附剂,在对其进行性能表征的基础上,进行了Cu²⁺吸附试验,考察了Cu²⁺初始浓度、溶液的初始pH、吸附温度及吸附时间对Cu²⁺吸附的影响,并通过Langmuir、Freundlich等温吸附模型及动力学方程从热力学与动力学角度分析了Na-mnt对Cu²⁺的吸附机理。结果表明：Na-mnt对Cu²⁺的吸附平衡数据符合Langmuir等温模型,吸附过程是一个非自发的放热反应过程,吸附过程符合拟二级动力学方程。     

粉煤灰/二氧化锰复合材料对Pb(Ⅱ)的吸附性能

利用多孔粉煤灰(CFA)为载体制备粉煤灰/二氧化锰(CFA@MnO2)复合材料,用以吸附废水中Pb(Ⅱ)。静态吸附试验结果表明:负载MnO₂后,粉煤灰对Pb(Ⅱ)吸附效果显著提高。CFA@MnO₂对Pb(Ⅱ)吸附动力学符合准二级动力学模型,等温吸附过程符合Langmuir单层吸附模型,最大吸附量为89.28 mg/g。热力学参数ΔH⁰为18.916 kJ/mol,且ΔG⁰<0,表明吸附过程是吸热的且自发进行。     

用高锰酸钾改性提高竹炭对Cu2+ 的吸附能力

采用KMnO₄溶液在回流状态下对竹炭进行改性,得到改性竹炭。比较研究了 KMnO₄浓度对Cu²⁺ 在竹炭上的吸附率-pH曲线的影响,并研究了KMnO₄改性对竹炭吸附和解吸Cu²⁺ 性能的影响。静态吸附试验表明, KMnO₄ 改性使竹炭对Cu²⁺ 吸附率-pH曲线及pH₅₀向低pH偏移,当 KMnO₄溶液浓度为0.04 mol/L时,改性效果最好; KMnO₄ 改性使其投加量节省约2倍; 竹炭对Cu²⁺ 的吸附均遵循Langmuir单分子层吸附规律, 在相同Cu²⁺ 平衡浓度下,改性后的竹炭对Cu²⁺ 的吸附量提高约53%,升高温度能明显提高改性竹炭对Cu²⁺ 的吸附能力,40 ℃的饱和吸附量是25 ℃的1.69倍。KMnO₄ 改性提高了竹炭从水中吸附重金属离子的能力,并改善了其解吸再生性能。     

高锰酸钾改性对颗粒活性炭吸附Cu2+的影响

采用KMnO₄溶液在回流状态下对颗粒活性炭进行了改性。考察了KMnO₄ 溶液浓度对Cu²⁺吸附率-pH曲线及pH的影响,并研究了KMnO₄ 改性对颗粒活性炭吸附和解吸Cu²⁺性能的影响。结果表明,KMnO₄ 改性使颗粒活性炭对 Cu²⁺吸附率-pH曲线及pH向低pH偏移。当KMnO₄溶液浓度为0.03 mol/L时,改性颗粒活性炭效果最好;KMnO₄ 改性提高了颗粒活性炭对Cu²⁺的吸附速率,使其投加量节省约3倍;Cu²⁺在改性及未改性活性炭上的吸附遵循Freundlich等温吸附方程,在相同Cu²⁺平衡浓度下,KMnO₄改性活性炭对 Cu²⁺的吸附量提高约 2.7倍;使用 0.35 mol/L的HCl溶液作解吸液,Cu²⁺从KMnO₄改性活性炭上的解吸率为 91.1%,而Cu²⁺从未改性活性炭上的解吸率仅为8.8%。KMnO₄ 改性提高了颗粒活性炭从水中吸附重金属离子的能力,并促进了其解吸再生性能。     

高值化利用含Sb(Ⅲ)废水制备Fe3O4/Sb2O4@C复合材料及其性能研究

采用液相还原法制备纳米零价铁(nZVI),以其吸附废水中的Sb(Ⅲ),得到nZVI/Sb颗粒; 将其在500 ℃下氧气煅烧8 h,制得Fe₃O₄/Sb₂O₄材料; 再以葡萄糖为碳源、600 ℃氮气热处理,制备了Fe₃O₄/Sb₂O₄@C复合材料,并对其性能进行了研究。结果表明,nZVI吸附含Sb(Ⅲ)废水的适宜条件为:中性溶液Sb(Ⅲ)初始浓度100 mg/L,nZVI投加量1.2 g/L,室温下吸附50 min,该条件下废水中Sb(Ⅲ)去除率为73%; 引入Sb₂O₄后,铁基负极的首次放电比容量高达1065.6 mAh/g; 包覆碳后,Fe₃O₄/Sb₂O₄@C复合材料电化学性能明显改善,100 mA/g电流密度下,循环150圈后放电比容量仍可保持在483.7 mAh/g,电流密度2000 mA/g时,放电比容量仍有118.2 mAh/g。     

DDTC 体系中黄铁矿电极过程动力学的研究

在pH 值为11.4 的二乙基二硫代氨基甲酸钠(DDTC)体系中, 采用循环伏安电位扫描、恒电位阶跃和计时电位法研究了黄铁矿的电极过程。循环伏安曲线表明, 当c(DDTC)=1 ×10^-4 mol/L 时, 电极电位大于0.2V(SHE)以后, 黄铁矿电极表面发生四乙基二硫化秋兰姆(TETD 或D₂)的电化学沉积并残留在电极表面;采用恒电位阶跃法可以确定反应电流密度(i)与反应时间(t)之间的关系式为i =(9.08 ×10^-5 +4.77 ×10^-3 t^0.5)^-1, 由此可以确定DDTC 在黄铁矿电极表面的扩散系数D为3.72 ×10^-6 cm²/s, TETD 在黄铁矿电极表面的吸附厚度可达1.63 个单分子层;计时电位法则确定了pH 为11.4 时, 吸附于黄铁矿电极表面的TETD 的电化学动力学方程为η=0.116-0.064 lg[1-(t/τ)^0.5], 电化学动力学参数确定为:交换电流密度i₀ =3.08 μA/cm², 反应电子数n=2, 反应传递系数α=0.462。电化学动力学方程和电化学动力学参数值表明吸附于黄铁矿电极表面的TETD 易于还原。     

硫代硫酸盐浸金液中金回收的研究进展

为开发简单高效的 Au(S₂O₃)₂^3-回收技术，进而推进环境友好型硫代硫酸盐提金技术的大规模工业化应 用，实现金的绿色无氰化提取，详细评述了置换沉淀法、吸附法、溶剂萃取法和电解沉积法等几种硫代硫酸盐浸出 液中 Au(S₂O₃)₂^3-回收的主要方法，并就各方法的优缺点及存在问题进行了归纳总结。传统活性炭及介孔硅吸附剂 对 Au(S₂O₃)₂^3-的亲和力弱，改性处理虽可在一定程度上提高其对 Au(S₂O₃)₂^3-的吸附能力，但处理工艺复杂、成本较高； 树脂法可较好地富集浸出液中的Au(S₂O₃)₂^3-，但该方法存在金络合离子洗脱困难，树脂价格昂贵、易中毒粉化等缺 点。溶剂萃取法适用于高浓度浸金液，且该方法对 pH等溶液环境要求较高，工艺复杂，成本高。置换沉淀法和电解 沉积法可直接获得金单质，但这两种方法对浸出液中Au(S₂O₃)₂^3-浓度有一定要求，且多组分浸出液中其他金属的共 沉淀严重影响了金产品纯度。在上述回收方法中，吸附法因成本低廉、操作简单、吸附剂可循环使用等优点，最具工 业应用前景，但现有吸附剂无法有效回收硫代硫酸盐浸出液中的 Au(S₂O₃)₂^3-，因此，开发新型高效的Au(S₂O₃)₂^3-吸附 剂，突破硫代硫酸盐浸金液中金络合离子难以回收的技术瓶颈，是未来硫代硫酸盐提金技术的主要发展方向。     

硫代硫酸盐浸金液中金回收的研究进展

为开发简单高效的 Au(S₂O₃)₂^3-回收技术,进而推进环境友好型硫代硫酸盐提金技术的大规模工业化应 用,实现金的绿色无氰化提取,详细评述了置换沉淀法、吸附法、溶剂萃取法和电解沉积法等几种硫代硫酸盐浸出 液中 Au(S₂O₃)₂^3-回收的主要方法,并就各方法的优缺点及存在问题进行了归纳总结。传统活性炭及介孔硅吸附剂 对 Au(S₂O₃)₂^3-的亲和力弱,改性处理虽可在一定程度上提高其对 Au(S₂O₃)₂^3-的吸附能力,但处理工艺复杂、成本较高; 树脂法可较好地富集浸出液中的Au(S₂O₃)₂^3-,但该方法存在金络合离子洗脱困难,树脂价格昂贵、易中毒粉化等缺 点。溶剂萃取法适用于高浓度浸金液,且该方法对 pH等溶液环境要求较高,工艺复杂,成本高。置换沉淀法和电解 沉积法可直接获得金单质,但这两种方法对浸出液中Au(S₂O₃)₂^3-浓度有一定要求,且多组分浸出液中其他金属的共 沉淀严重影响了金产品纯度。在上述回收方法中,吸附法因成本低廉、操作简单、吸附剂可循环使用等优点,最具工 业应用前景,但现有吸附剂无法有效回收硫代硫酸盐浸出液中的 Au(S₂O₃)₂^3-,因此,开发新型高效的Au(S₂O₃)₂^3-吸附 剂,突破硫代硫酸盐浸金液中金络合离子难以回收的技术瓶颈,是未来硫代硫酸盐提金技术的主要发展方向。     

金属离子对微细粒锡石浮选行为的影响

进行了一系列锡石单矿物试验来探究Fe₃ 、Cu₂ 、Pb₂ 、Mg₂ 四种金属离子对油酸钠体系中锡石浮选行为的影响,结果表明在pH=2~12范围内Fe₃ 、Cu₂ 、Mg₂ 对锡石具有抑制作用;在pH=2~7.5范围内Pb₂ 对锡石具有活化效果,在pH=7.5~12范围内Pb₂ 对锡石也具有抑制作用。接触角检测表明, Fe₃ 、Cu₂ 、Mg₂ 可以阻碍油酸阴离子在锡石表面的吸附,而Pb₂ 可以增大锡石表面的疏水性。对Fe₃ 的溶液化学分析显示,在pH=2~3和pH=3~12范围内抑制锡石的主要组分分别是Fe₃ 和Fe(OH)_3(s)。对Pb₂ 的溶液化学分析显示,在pH=2~7.5范围内Pb₂ 和PbOH 在锡石表面的吸附使锡石表面活性增加,从而对锡石实现活化。      

人工合成水铁矿对钒(Ⅴ)的吸附特征

采用静态批处理吸附实验,研究了人工合成水铁矿对钒(Ⅴ)的吸附动力学特征,探讨了溶液pH值、反应温度、初始钒浓度及竞争阴离子(Cl^-、NO₃^-、SO₄^2-和PO₄^3-)对水铁矿吸附钒的影响。结果表明,水铁矿对钒的吸附符合准一级和准二级动力学模型,吸附等温线符合Langmuir模型,吸附量随温度增加而增加,吸附过程为吸热自发过程,最大吸附量为23.09 mg/g。水铁矿对钒的吸附最佳pH值范围为4~8,共存阴离子SO₄^2-和PO₄^3-明显抑制其对钒的吸附。SEM-EDS和FTIR分析表明,水铁矿中Fe-O位点可能是钒的主要吸附位点。水铁矿对钒离子具有较好的吸附效果,在一定的工艺条件下,可作为水体钒污染的修复材料。     

高氟选矿废水的吸附净化技术研究

以含有Si、Al、Ca、C元素的矿物材料作为基质,经特定条件处理制备成轻质多孔吸附材料(LMAM)。研究了该吸附材料对含氟量较高的石英纯化废水的吸附性能。结果表明,当振荡频率为105r獉min-1,轻质多孔吸附材料用量为20g獉L-1,pH为8.0,常温下反应时间90min时,废水ρ(F-)由吸附净化前的3590 mg獉L-1降为118.47mg獉L-1,pH为7.3。LMAM对石英纯化废水中F-的吸附机制研究表明,吸附体系均符合Langmiur吸附等温线模型及准一级动力学模型/准二级动力学模型。     

杂质铝对磷酸酯混合萃取剂从铵盐浸出液中萃取稀土的影响

风化壳淋积型稀土矿是我国重要的战略性资源，使用原地浸出开采工艺得到的稀土浸出液中铝含量较高，是主要的杂质离子。为了从该浸出液中一步法分离富集稀土，探讨了一种磷酸酯混合——萃取剂P0261(2-乙基己基磷酸酯，单酯和二酯1 GA6FA 1混合)在NH₄Cl、(NH₄)₂SO₄、NH₄NO₃三种模拟浸出液中对稀土La3+、Nd3+的萃取行为，并分析杂质铝离子对稀土萃取行为的影响。试验结果表明:在三种铵盐溶液中，萃取剂均能够有效萃取分离稀土离子La3+、Nd3+；加入Al3+后，稀土萃取率E会随Al3+浓度增大而减小。但当Al3+浓度在300 mg·dm-3以内时，E降幅缓慢，最大下降值为14.68%。通过分析负载有机相，Al3+比RE3+更易与P=O形成配位键，且铵根离子浓度变化会影响P=O→RE配位键的形成，从而影响萃取行为。因此，将浸出液中的杂质铝离子浓度控制在300 mg·dm-3以内，则可以使用萃取剂P0261一步法萃取分离稀土。      

海泡石族凹凸棒土原位晶化合成 NaY分子筛

以焙烧凹凸棒土、高岭土为原料, 采用水热原位晶化法成功合成了NaY分子筛。通过XRD、SEM、N₂吸附-脱附等测试手段对所合成的样品进行了表征分析, 并着重考察了物料配比和晶化温度对分子筛相对结晶度的影响。研究结果表明: 在原位晶化体系中, 随n(SiO₂)/n(Al₂O₃)的减小, 其相对结晶度增大; 体系中适当的碱度[n(Na₂O)/n(SiO₂)和n(Na₂O)/n(H₂O)]能提高分子筛的相对结晶度; 其中n(SiO₂)/n(Al₂O₃)为影响分子筛结晶度的主导因素。最主要的动力学因素为晶化温度, 随晶化温度的升高, 产品的相对结晶度显著提高, 晶化温度升至100 ℃时, 得到相对结晶度较高的NaY分子筛晶体。