湿法炼锌硫酸盐溶液中除氟试验研究

采用一种新型铝基复合除氟剂, 以吸附沉淀法从湿法炼锌硫酸盐溶液中除氟。试验结果表明;在初始氟浓度为300 mg/L的硫酸锌溶液中, 加入除氟剂20 g/L, 反应时间80 min, 温度50 ℃, pH值4.5的条件下, 除氟率可达87.88%, 除氟后液残氟浓度为36.35 mg/L, 能满足电积锌的要求。     

硫酸铝改性活性氧化铝的除氟性能试验研究

采用硫酸铝溶液对活性氧化铝进行改性,研究了改性剂浓度、焙烧温度及焙烧时间对改性活性氧化铝吸附性能的影响,并与硫酸铁、氢氧化镧、氢氧化钾等改性的活性氧化铝的除氟性能进行对比.结果表明,采用硫酸铝改性活性氧化铝的除氟性能改善明显,25min内即可达到吸附平衡,溶液中的氟离子浓度从19mg/L降至0.010mg/L.     

改性方沸石用于饮用水除氟的实验研究

研究了经不同方法改性方沸石的除氟效果,并对搅拌吸附时间、高氟水含氟量、硫酸根离子浓度和pH值等对改性方沸石除氟的影响作了研究。结果表明,先高温活化,后用硫酸铝钾溶液活化处理的方沸石,以1g改性方沸石加入100mL含氟5mg/L的模拟饮用高氟水做吸附试验,在模拟高氟水pH值为6.5、搅拌时间20min时,沸石的吸附量达420μg/g以上,吸附后模拟高氟水残余氟含量降至1mg/L以下,达到国家饮用水标准要求。     

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。     

锌溶液中氟氯脱除技术研究

铜渣可有效去除锌溶液中的氯离子,在10 g/L硫酸浓度,60℃,反应时间1 h,铜渣加入量3.38 g/L条件下,除氯效率可达90%,氯离子含量降低到100 mg/L以下。针铁矿法吸附氟氯结果表明,氟、氯的脱除率可以分别达到60%和35%;时间越长,已经吸附的氟氯离子又解除吸附,重新回到溶液中。     

改性沸石吸附矿井水中氟离子的试验研究

采用经氯化钙、硫酸铝、氯化钠溶液改性过的沸石处理高氟矿井水,分析了改性沸石用量、接触时间、pH值等因素对改性沸石除氟率的影响.结果表明:室温条件下,添加质量浓度20g/L、pH为6的经硫酸铝溶液改性的沸石、可有效去除矿井水中质量浓度为20 mg/L的氟离子,除氟率达72.7%;经饱和CaCl2溶液改性的沸石对氟离子的最大吸附量仅为24.1%;而经饱和NaCl溶液改性后的沸石对氟离子的吸附,不但没有使氟离子含量降低反而升高.沸石经过氢氧化钠预处理,再经质量分数1%的硫酸铝溶液改性后,成为良好的铝盐载体,F-和Al3+稳定的配位作用特点使得经硫酸铝溶液改性过的沸石能更有效吸附去除矿井水中的氟离子.     

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%。     

浸铀过程中氧化硫硫杆菌的耐氟性试验研究

铀矿石中常含有较高的氟含量,在浸铀过程中矿石中的氟会进入菌液中。氟离子是抑制氧化硫硫杆菌生长和影响氧化硫硫杆菌产酸能力的重要因素。试验表明,当氟离子浓度小于16 mg/L时,氧化硫硫杆菌4 d内生长发育良好;当氟离子浓度达到30 mg/L时,其生长发育时间超过15 d。当菌液中氟离子浓度小于8 mg/L时,对氧化硫硫杆菌产酸能力影响很小;当氟离子浓度大于16 mg/L时,对氧化硫硫杆菌产酸能力影响较大。氧化硫硫杆菌的耐氟能力可以通过驯化提高,驯化后浸铀氧化硫硫杆菌适应氟浓度能力可达40 mg/L。     

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%。     

载锆粉煤灰的制备及其对焦化废水中氟化物吸附性能的研究

为了探究载锆粉煤灰对焦化废水中氟化物的吸附性能,以湖南金竹山电厂粉煤灰为研究对象,通过热碱改性和负载改性的方式,在粉煤灰表面负载活性羟基氧化锆,以强化粉煤灰对焦化废水中氟离子的吸附性能。研究结果表明:当锆离子与粉煤灰的质量比为1:30,负载改性时间为60 min时得到的载锆粉煤灰除氟性能最优,处理氟离子浓度为100 mg/L的模拟含氟废水,氟离子平衡吸附量为18.60 mg/g,去除率达93%。吸附热力学研究表明,氟离子的吸附符合Lang-muir模型,其最大饱和吸附量高达50.36 mg/g,是原始粉煤灰吸附量的3倍以上。     

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。     

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,实现了饮水达标的深度脱氟。在Ca:Al摩尔比为3:2、球磨1 h、转速为500 r/min的条件下,制备的材料可将氟离子浓度从10 mg/L降到0.32 mg/L。用高岭石代替氢氧化铝也能实现类似的深度脱氟,为含氟废水的高度净化提供了新的思路和可行性。      

天然铝硅酸盐矿物对氟离子的吸附性能研究

含氟工业废水对环境和人体具有较大的危害，以三种天然铝硅酸盐矿物一水硬铝石、三水铝石以及高岭石为吸附剂，探究其对氟离子吸附的可行性并对除氟的机理进行探讨。单因素条件试验表明，高岭石对氟离子的吸附效率最高。在高岭石粒度-18 μm、用量10 g/L、pH=1.5、反应时间t=10 min、反应温度25 ℃的最佳反应条件下，氟离子去除率可达83.69%，废水中氟离子浓度由150 mg/L降低至24.47 mg/L。动力学拟合结果表明，高岭石对氟离子的去除符合准二级动力学，理论吸附容量Q_e=8.0244 mg/g。吸附等温线研究表明，该反应符合Freundlich模型，属于单层吸附。FTIR、XPS等检测结果表明高岭石中的羟基脱离后与氟离子发生离子交换，并在高岭石表面生成Al-F键，从而实现含氟废水的净化。      

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。     

即时合成MgAl13-LDH处理高氟水的效果

高氟水在我国西北地区分布广泛,长期饮用高氟水易患全身性慢性疾病,甚至对人脑神经造成损害,使人丧失劳动能力。这不仅严重危害着当地人民的身体健康,也制约着当地的经济发展。层状双氢氧化物（LDH）具有优异的阴离子交换性能,在对高氟水的处理方面具有一定的优越性。通过以Al13即时合成的镁铝型LDH与以AlCl3即时合成的镁铝型LDH对高氟水进行处理进行对比,考察了各个影响因素以及反应条件对处理效率的影响。结果表明,该技术对含氟5 mg/L以下的高氟水地下水有良好的处理效率,在最佳反应条件下,出水可以达到世界卫生组织（WHO）所规定的饮用水卫生标准,降低高氟水给人体带来的危害。即时合成LDH较为适宜的反应条件为:溶液pH值为105,Mg2+浓度为48 mg/L,Al13浓度为006 mmol/L,Ca2+浓度为20 mg/L,即Mg2+/Ca2+为2∶〖KG-*2〗1,反应时间8 min,该条件下氟离子去除率可以达到70%左右。此时Mg2+和Al13水解较完全,综合去除效果最好,且生成固体中没有发现其他的物相。通过Mg/Al13/MgAl13-LDH的单独实验表明,相对于铝盐,即时合成LDH的去除效果更好。采用北大自来水为水样,在优化条件上,证明以Al13即时合成的镁铝型LDH比以AlCl3即时合成的镁铝型LDH对F-的去除率更优。该方法可以在水处理过程中即时合成LDH,既能达到处理高氟水的目的,又省去了LDH在实验室合成过程中的复杂且严格的条件控制、固液分离、干燥以及粉碎等步骤。采用絮凝性能更好的Al13为金属离子M3+即时合成MgAl-LDH,用以处理高氟水效果更好,为将LDH应用于实际水处理方面提供了参考。     

甲基磺酸溶液萃取提铟过程中消除第三相及破乳的机理研究

以P204为萃取剂对含铟甲基磺酸溶液进行萃取提铟,考察了铅离子浓度、骨胶及木质磺酸钠添加量、温度、水相pH值等因素对萃取提铟过程中产生第三相和乳化现象的影响,观察了第三相和乳状液内的微观形态,研究了超声波对第三相和乳状液的干扰效果。结果表明,在铅离子浓度小于0.45 g/L、骨胶浓度和木质磺酸钠添加量分别小于0.103 g/L和0.053 2 g/L、温度10~50 ℃、水相pH值小于2的条件下,铟的萃取过程中没有产生第三相和发生乳化现象。铅离子浓度引起的第三相由无规则密集白色絮状物组成,无法通过超声波干扰消除;添加剂浓度、温度和水相pH值等参数控制不当会引起O/W型的乳化现象(不同粒径的水珠分布在有机相中),该乳状液可以采用超声波干扰破乳。