改造对沸石基复合环境材料表面结构的影响及应用

以天然斜发沸石为研究对象,采用不同改造方法对其进行改造,研究发现LaCl3化学改造2h,500℃高温下焙烧1h后所得沸石基复合环境材料去除污水中磷的性能有了较大提高。SEM和EDS测试材料的结果表明,天然沸石改造后其表面形貌发生了改变,孔结构得到了扩展,改造前后材料主要成分均为Si、Al、O,但改造后材料中La离子含量明显增加。材料表面结构测试分析发现,改造后复合材料孔道得到拓宽,孔径分布更为均匀,孔容积、比表面积、孔径数量和孔隙率与沸石原材料相比均有所增加。在此基础上,研究了沸石基复合环境材料用量、处理时间及废水pH值对材料除磷效果的影响,结果表明,材料在用量1.2g/L、处理时间3h、pH值3～7的条件下,对废水中磷去除率可达98.46%。     

中药渣和麦麸对模拟矿山酸性废水中Cu2+的吸附

研究溶液pH值、Cu2+初始浓度、吸附时间、吸附剂投加量及温度对中药渣和麦麸吸附模拟矿山酸性废水中较高浓度Cu2+的影响。结果表明,随pH值的升高中药渣和麦麸对Cu2+的吸附量均增大;吸附剂最佳投加量为10 g/L;吸附过程更好地符合拟二级动力学模型;在pH值为3时,二者的最大吸附量分别为14.03和7.34 mg/g,吸附平衡符合Langmuir等温线方程;热力学研究表明,二者对Cu2+的吸附为非自发的放热反应。Zeta电位显示中药渣和麦麸在水溶液中均带负电,能够以静电引力吸附Cu2+;红外光谱分析表明,中药渣吸附Cu2+的官能团主要为羟基、羧基、酰胺基和酯基等,而麦麸吸附Cu2+的主要官能团为羟基、酰胺基和硅氧基等。     

土壤改良剂对废弃离子型稀土矿酸性砂化土壤改良效果研究

针对离子型稀土矿土壤酸性砂化的问题，选用贝壳粉、植物粘合剂、有机肥复配进行土壤改良剂研究，探讨土壤改良剂对酸性砂化土壤的作用机制。结果表明，添加改良剂土壤的pH值提升至6.5，有机质、全氮、有效磷、速效钾含量均不同程度提高，SEM表征表明添加土壤改良剂，土壤颗粒粘结较好，土壤呈团粒结构。土壤改良剂能有效改善土壤酸性砂质问题，为植物提供良好的生长环境，有利于矿区生态恢复。     

赣州某稀土冶炼场地重金属污染特征

选取赣州某遗留废弃稀土冶炼厂为研究对象,调查研究场地废水和土壤重金属污染特征,应用单因子指数法和内梅罗综合污染指数法评价其污染状况,并对重金属相关性进行分析。结果表明:稀土冶炼废水中重金属Ni和Hg高于其参比值,土壤中重金属含量均高于背景值。单因子指数法评价结果表明,废水中Ni为重污染到严重污染,Hg为轻污染,各产污节点内梅罗综合污染指数为严重污染。土壤中Hg和Cd的平均单项污染指数为中度污染,其他的平均单项污染指数均为轻微污染,各污染物平均内梅罗综合污染指数达重污染水平。相关性分析结果表明废水中Hg和Ni污染具有同源性,土壤中各重金属元素呈极显著相关和显著相关性,污染主要来自冶炼过程中的扬尘、原料堆放和泄漏。     

Treatment of flotation wastewater using biological activated carbon

A laboratory scale up-flow biological activated carbon（BAC） reactor was constructed for the advanced treatment of synthetic flotation wastewater. Biodegradation of a common collector（i.e., ethyl xanthate） for non-ferrous metallic ore flotation was evaluated. The results show that the two stages of domestication can improve microbial degradation ability. The BAC reactor obtains a chemical oxygen demand（COD） reduction rate of 82.5% for ethyl xanthate and its effluent COD concentration lowers to below 20 mg/L. The kinetics equation of the BAC reactor proves that the activated carbon layers at the height of 0 mm to 70 mm play a key role in the removal of flotation reagents. Ultraviolet spectral analysis indicates that most of the ethyl xanthate are degraded by microorganisms after advanced treatment by the BAC reactor.     

沸石颗粒表面电位调控、结构表征及应用

以天然斜发沸石为研究对象,采用不同浓度的AlCl3和LaCl3对其进行调控。重点研究了调控沸石表面zeta电位与去除再生水中磷酸盐性能之间的关系。并运用SEM-EDS、XRD、比表面积与孔径分析等手段对经氯化镧调控后的沸石进行结构表征。结果表明,天然沸石经5g/L AlCl3、4g/L LaCl3、1g/L AlCl3与3g/L LaCl3组合3种药剂调控处理后,颗粒表面zeta电位由未调控前的-37.80mV分别变为-33.33、-20.69、-30.96mV,再生水中磷酸盐的去除率由7.26%分别提高到12.55%、92.81%和55.56%;说明AlCl3和LaCl3调控后,沸石颗粒表面正电荷增多,表面zeta正电位增大,除磷性能也不同程度提高,且调控沸石除磷性能与zeta电位变化成正相关。经氯化镧调控后的沸石,形成了很多珊瑚状的表面结构,同时出现了较多微孔,比表面积与孔径分布也发生了很大变化。     

盐酸改性对天然斜发沸石孔道特征、成分、表面电位及阳离子交换性能的影响

采用不同浓度盐酸对天然斜发沸石进行改性,并系统地研究了改性沸石的孔道特征、化学成分、表面电位及阳离子交换性能的变化.盐酸改性后,沸石晶体结构破坏较小,表面变得疏松粗糙,K+、Na+、Ca2+和Mg2+元素含量均小幅下降;表面负电荷增加,阳离子交换容量减小;比表面积和总孔体积均有所提高,最高分别从原沸石的35.97 m2·g-1和0.0761 m3·g-1提高至64.46 m2·g-1和0.1156 m3·g-1.盐酸改性对沸石微孔、介孔和大孔的分布影响明显.从迟滞回线形状判断沸石孔道类型均为不均匀狭缝型孔道,盐酸改性不会改变沸石孔道类型.      

香菇培养基废料吸附矿山酸性废水中铜离子

研究了废水pH值、Cu2+初始浓度、吸附剂投加量、时间及温度对香菇培养基废料吸附Cu2+的影响,并探讨了吸附机理.随着pH值的降低,吸附量显著降低;废料吸附Cu2+同时符合Langmuir模型和Freundlich模型,最大吸附量为33.11 mg·g-1;平衡吸附时间为1 h,拟二级动力学模型可以很好地描述吸附过程,相关系数为0.9995;吸附剂最佳投加量为10 g·L-1;吸附量随着温度的升高显著减少,热力学研究表明,该吸附过程放热,低温宜自发.对吸附前后的废料进行扫描电镜及Zeta电位分析表明,废料吸附Cu2+在低pH值下以物理吸附为主,而在较高pH值下以化学吸附为主.      

氯化钠对改性沸石微波脱除氨氮效果的影响

通过添加助剂NaCl在微波下对天然沸石进行加热制备环境材料,研究了微波后沸石对再生水中氨氮的去除效果。研究发现,助剂预处理可以大大提高微波沸石的脱氮效果。在沸石与NaCl溶液固液比1:50,NaCl溶液浓度4%,343 W的微波功率加热4 min的条件下,微波沸石环境材料对氨氮的去除效果最好,最佳去除率可达99.70%;单独进行343 W、4 min的微波加热沸石对氨氮的去除率为76.46%;相对于天然沸石,上述两种微波沸石对氨氮去除率分别提高了39%、15.76%。通过SEM、EDS、XRD等表征手段对微波前后的沸石分析发现,在微波加热过程中助剂氯化钠的加入使沸石颗粒表面更加松散,出现了更多的孔道,同时天然沸石Ca、Mg、P、S峰消失,主衍射峰强度有所减弱,出现了部分非晶化特征。     

离子型稀土原地浸矿场清水淋洗室内模拟试验研究

离子型稀土开采以硫酸铵为浸矿剂进行原地浸矿,大量的浸矿剂通过离子交换作用置换出稀土元素离子后,高浓度的氨氮则留存于稀土矿层土壤中。以广东某稀土矿区为研究对象,采用土柱模拟试验,对浸矿后的土柱体进行清水淋洗,研究了不同pH值浸矿剂、不同清水淋洗工艺特征下氨氮的解析规律。结果表明,以出水氨氮浓度达到《稀土工业污染物排放标准》(GB26451—2011)且变化平稳为淋洗终点,所用淋洗水量与矿样体积比在2.1～2.3倍,氨氮淋出率大于62%,硫酸盐淋出率大于58%,淋洗初期淋洗液氨氮浓度大幅下降,而后随着淋洗水量增加缓慢下降。研究结论为离子型稀土矿区土壤氨氮污染控制奠定一定理论基础。