STAC改性有机膨润土去除水体中U(Ⅵ)试验

为探究膨润土对含铀废水的吸附性能,对膨润土进行钠化预改性,然后用十八烷基三甲基氯化铵(STAC)对钠化膨润土进行有机改性,探究模拟含铀废水pH、固液比、反应时间、反应温度、初始浓度对STAC有机改性膨润土吸附U(Ⅵ)的影响,并探究了膨润土吸附动力学和吸附等温曲线。结果表明,当pH=7.04、固液比4.0 g/L、反应时间480 min、反应温度318.15 K、含铀废水初始浓度<10 mg/L时,该吸附材料处理含铀模拟废水的效果最佳,最高吸附率达到99.52%。准二级动力学方程和Langmuir等温吸附模型更适于阐明STAC有机改性膨润土吸附U(Ⅵ)的过程,反应主要是化学吸附和单层吸附。Langmuir拟合吸附容量最高为198.73 mg/g。     

某铀尾矿场附近稻田土壤对铀的吸附性能试验研究

研究了某铀尾矿场附近的稻田土壤对U(Ⅵ)的吸附性能,借助X射线衍射仪(XRD)对稻田土壤进行表征,考察了初始U(Ⅵ)质量浓度、固液质量体积比、溶液pH、吸附时间和温度等对稻田土壤吸附U(Ⅵ)的影响,分析了吸附反应动力学和热力学。结果表明:在溶液初始U(Ⅵ)质量浓度10 mg/L、固液质量体积比0.8 g/L、溶液pH=5.5、吸附时间120 min条件下,稻田土壤对U(Ⅵ)的吸附效果最佳,吸附量为8.3 mg/g;稻田土壤对U(Ⅵ)的吸附过程符合Langmuir等温吸附模型,为单分子层化学吸附,吸附反应自发吸热,为不可逆熵增反应;吸附动力学更符合准二级动力学模型。     

用改性膨润土吸附处理含铀(Ⅵ)废水试验研究

研究了用改性膨润土吸附处理含铀(Ⅵ)废水,考察了废水pH、改性膨润土用量、溶液初始铀(Ⅵ)质量浓度、反应时间、温度对吸附反应的影响。结果表明:用NaCl和STAB(十八烷基三甲基溴化铵)改性的膨润土(Na-Bentonite,STAB-Bentonite)都可用于从废水中吸附铀(Ⅵ);溶液中铀初始质量浓度30 mg/L、温度25℃条件下,Na-Bentonite对铀的最大吸附容量为13.4 mg/g;在溶液pH=4、吸附时间120 min条件下,STAB-Bentonite对铀(Ⅵ)的吸附量为22.35mg/g,吸附过程符合准二级动力学模型,且受化学反应控制。     

CTAB改性铁柱撑膨润土的制备及其对废水中低浓度铀(Ⅵ)的吸附性能研究

研究了用CTAB改性铁柱撑膨润土制备CTAB-Fe-BNT吸附材料，并用于吸附废水中低浓度铀。采用SEM、XRD、BET、FT-IR表征了CTAB-Fe-BNT形貌、物相、比表面积及官能团，考察了溶液pH、温度、CTAB-Fe-BNT用量和吸附时间对吸附铀的影响，探讨了吸附动力学、热力学及吸附机制。结果表明：针对质量浓度10 mg/L、体积50 mL的含铀废水，在溶液pH=7、CTAB-Fe-BNT用量1 g/L、反应时间60 min、温度25℃、振荡速度165 r/min最佳条件下，铀平均吸附率达94.2%,最大吸附量为710.1 mg/g; CTAB-Fe-BNT循环使用5次后，铀吸附率仍保持在92%左右；吸附过程以化学吸附为主。CTAB-Fe-BNT有望用于从废水中去除铀。     

用硫酸从锡尾矿中浸出铁试验研究

研究了用硫酸从锡选矿尾矿中浸出铁,考察了反应时间、硫酸浓度、液固体积质量比和反应温度对铁浸出率的影响,通过正交试验确定了各因素影响主次及适宜浸出条件。结果表明:铁浸出率随反应时间延长,硫酸浓度、液固体积质量比及反应温度升高而提高;各因素影响顺序为反应温度硫酸浓度液固体积质量比反应时间;在反应温度70℃、硫酸浓度1.5 mol/L、液固体积质量比4 mL/g、反应时间90 min适宜条件下,铁可以完全浸出。     

稀土负载生物炭的制备及其对低浓度氨氮的吸附特性

对微波/稀土元素铈吸附剂的制备条件及其吸附降解低浓度氨氮的反应条件进行优化,并采用XRD、SEM和FTIR对负载型吸附剂进行了表征。实验结果表明,负载型吸附剂内部结构发生变化,比表面积增大,羟基数量增多;负载后的生物炭对氨氮的处理效果明显优于原生物炭,其较为合适的制备条件为固液比(指原生物炭质量与氯化亚铈溶液体积之比,单位g/mL)1:25,浸渍pH 10;在氨氮溶液浓度为50 mg/L,初始pH为10,反应温度为50℃,反应时间为120 min,吸附剂投加量为5 g/L条件下,氨氮吸附量达到最大,为11.297 mg/g,且反应过程符合准二级动力学模型。      

高岭土对酸性水中铀的吸附试验

黏土矿物的吸附作用是铀矿酸法地浸体系铀的迁移影响因素之一。采用高岭土与pH 2.0、铀浓度55mg/L的酸性含铀溶液在17℃恒温条件下开展了不同液固比的吸附试验。结果表明,经与高岭土作用97.5h后,不同液固比条件下液相铀浓度依次降至0.06～48.76mg/L,铀浓度与液固比正相关。铀浓度下降不仅因吸附作用,铀的水解沉淀是重要原因、甚至是主要原因。液固比越小,溶液pH上升幅度越大,铀水解沉淀越显著,pH=2.8～2.9是溶解铀开始发生明显沉淀的临界值。酸性条件下高岭土对铀的吸附量较小,且主要发生在初期短时间内,吸附反应进行0.5h时不同液固比试验吸附量为44.8～57.04μg/g,随后出现解吸的现象,解吸平衡后的铀吸附量总体与液固比正相关。解吸过程的发生与溶解铀水解沉淀导致液相铀含量降低、高岭土分子结构和表面电荷变化、以及水化学组分变化等多因素综合影响有关。     

用改性纳米零价铁去除废水中U(Ⅵ)的性能及机制

为了绿色高效处理含铀废水，研究了用液相还原法制备多硫化钙改性纳米零价铁(CPS@nZVI)材料并用于去除溶液中U(Ⅵ),考察了CPS@nZVI对溶液中U(Ⅵ)的去除效果。并通过SEM-EDS、XPS和XRD对材料的形貌和表面物质组成进行表征。结果表明：在溶液pH=3.5、U(Ⅵ)初始质量浓度10.0 mg/L、固液质量体积比0.5 g/1 L、反应温度25℃、反应时间120 min条件下，CPS@nZVI材料对溶液中U(Ⅵ)去除率为98.13%,去除量为19.53 mg/g; SEM-EDS、XPS、XRD表征结果表明，样品主要由Fe⁰、FeS组成；反应过程符合准二级动力学模型和Langmuir等温吸附模型，该吸附过程受化学吸附控制，为单分子层吸附；还原过程符合伪一级还原动力学，溶液中的U(Ⅵ)以吸附和还原沉淀2种方式去除。     

纳米ZnO的制备及吸附溶液中U(Ⅵ)的性能研究

研究了以尿素作沉淀剂,十二烷基硫酸钠作表面活性剂,采用均匀沉淀法制备纳米ZnO并采用静态试验法研究纳米ZnO吸附溶液中U(Ⅵ)的性能,考察了溶液pH、固液质量体积比、反应温度、接触时间和U(Ⅵ)初始质量浓度对纳米ZnO吸附溶液中U(Ⅵ)的影响。结果表明:纳米ZnO对溶液中的U(Ⅵ)有较好的吸附效果;室温下,纳米ZnO吸附U(Ⅵ)的最佳条件为溶液pH=6.0,接触时间80min,固液质量体积比0.5g/L,U(Ⅵ)初始质量浓度30mg/L;最佳条件下,纳米ZnO对U(Ⅵ)的吸附率达(96.32±1.47)%,吸附量为(57.79±0.89)mg/g,其吸附行为符合Freundlich和Temkin等温吸附模型,吸附机制为不均匀多层吸附为主、表面单层吸附为辅。     

从瓦斯灰中碱浸锌及其动力学研究

研究了用氢氧化钠从瓦斯灰中提取锌,考察了氢氧化钠浓度、固液质量体积比、浸出温度、反应时间及搅拌速度对锌浸出率的影响。试验结果表明:在初始氢氧化钠浓度为6mol/L、固液质量体积比1∶10、浸出温度80℃、反应时间60min、搅拌速度600r/min条件下,锌浸出率为63%。浸出反应动力学分析结果表明,锌浸出过程受扩散与化学反应混合控制。     

8-羟基喹啉改性壳聚糖吸附剂的制备及其吸附铀的性能

通过多步反应制备8-羟基喹啉改性壳聚糖吸附剂(CATT-8-HQ),利用红外光谱仪、热重分析仪分别表征其结构和考察其吸附与解吸铀的性能。结果表明:在pH为4~7范围内,CATT-8-HQ对铀的吸附容量较高;对于铀初始质量浓度为500 mg/L溶液,CATT-8-HQ对铀的吸附容量达123 mg/g(干);以20g/L Na2CO3+60g/L NaHCO3作解吸剂可以将铀解吸下来,解吸率超过90%。对于实际含铀吸附尾液,用CATT-8-HQ一次摇床振荡吸附,铀质量浓度可降至0.05mg/L以下,达到国家废水排放标准。     

木薯渣—硫酸法浸出低品位软锰矿试验研究

研究了用木薯渣─硫酸法浸出低品位软锰矿,即以木薯渣作还原剂,在硫酸溶液中浸出低品位软锰矿。通过正交试验,考察了硫酸初始质量浓度、温度、固液质量体积比和反应时间对锰浸出效果的影响。结果表明,对锰浸出率影响较大的依次为温度、硫酸初始质量浓度、反应时间和固液质量体积比。单因素试验结果表明:锰浸出率随温度升高、硫酸初始质量浓度增大、反应时间延长和木薯渣添加量增加而提高;在温度90℃、硫酸初始质量浓度200g/L、反应时间4h、固液质量体积比1∶15、木薯渣与软锰矿质量比1∶6.79条件下,锰浸出率达97.32%。     

糯米粉包覆纳米零价铁去除溶液中U(Ⅵ)的试验研究

研究了以糯米粉为载体、采用液相还原法制备包覆型复合材料糯米粉-纳米零价铁(nZVI),并用于去除溶液中以UO_2~(2+)形式存在的U(Ⅵ)。采用扫描电镜(SEM)表征材料的微结构,并考察溶液pH、糯米粉-nZVI用量、温度、反应时间及U(Ⅵ)初始质量浓度等因素对铀去除效果的影响。结果表明:在溶液U(Ⅵ)初始质量浓度为10mg/L、溶液pH=6、温度30℃、材料投加量0.4g/L、反应120min条件下,U(Ⅵ)去除率达96.4%,吸附量为18.73mg/g;U(Ⅵ)初始浓度越高,U(Ⅵ)去除效果越好,糯米粉-nZVI可用于从溶液中吸附去除U(Ⅵ)。     

CaTiO3去除溶液中U(Ⅵ)的性能研究

通过溶剂热法制备了CaTiO3,并探究了溶液pH、固液比、U(Ⅵ)初始浓度、反应时间对U(Ⅵ)吸附效果的影响。吸附实验结果表明：在溶液pH为3.5,固液比为0.2 g/L、U(Ⅵ)初始浓度为25 mg/L、反应时间为100 min时,CaTiO3材料对U(Ⅵ)的吸附效果最好,去除率为98.06%,吸附容量为125.19 mg/g。     

用稀硫酸-有机酸体系浸出锌粉置换渣中的锗试验研究

研究了用稀硫酸-有机酸体系从锌粉置换渣中回收锗。采用单因素试验探讨了锌粉置换渣中锗的浸出行为规律。考察了硫酸初始质量浓度、温度、浸出时间、液固体积质量比和有机酸种类及添加量对锗浸出率的影响。结果表明：在硫酸初始质量浓度70 g/L、温度55℃、浸出时间1 h、液固体积质量比10 mL/1 g、酒石酸加入量10 g/L和搅拌速度300 r/min条件下，锗、铜、锌浸出率分别为95.6%、96.8%和95.1%。该法为锌粉置换渣中锗的回收利用提供了一种新途径。     

用含锑烟灰制备焦锑酸钠试验研究

研究了用氢氧化钠搅拌浸出含锑烟灰制备焦锑酸钠。考察了碱浸过程中温度、氢氧化钠质量浓度、液固体积质量比、反应时间对锑浸出率的影响,以及碱浸滤液加双氧水氧化制备焦锑酸钠过程中温度、双氧水用量对焦锑酸钠产量和质量的影响。结果表明:在温度80℃、液固体积质量比15/1、氢氧化钠质量浓度360 g/L、反应时间1 h条件下,锑浸出率为88.85%;碱浸滤液中加入理论量1.2倍双氧水,在80℃下反应可获得高质量的焦锑酸钠。     

用盐酸从强磁铁尾矿中浸出铁及其动力学研究

研究了用盐酸从强磁铁尾矿中浸出铁，考察了温度、盐酸浓度、液固体积质量比和反应时间对铁浸出率的影响，探讨了浸出动力学。结果表明：在温度80℃、盐酸浓度8.8 mol/L、液固体积质量比7 mL/1 g、反应时间2 h最优条件下，铁浸出率可达94.37%;酸浸过程符合收缩未反应芯模型，受固相层扩散控制，表观反应活化能为23.55 kJ/mol;酸浸渣主要成分为石英与重晶石，可综合回收利用。     

用硫酸从电炉粉尘中浸出锌、铁试验研究

研究了用硫酸从电炉粉尘中浸出锌、铁,考察了温度、硫酸浓度、固液质量体积比及反应时间对锌、铁浸出率的影响,分析了浸出反应动力学。结果表明：在温度85℃、硫酸浓度1.0 mol/L、固液质量体积比20 g/1 L、反应时间60 min条件下,锌、铁浸出率分别为94.8%和95.68%;浸出反应符合收缩核模型,反应表观活化能分别为49.08 kJ/mol和58.00 kJ/mol,表明均受界面化学反应控制。根据线性拟合结果确定了锌、铁浸出过程半经验参数方程。     

活性MgO的制备及其去除溶液中Th(Ⅳ)的性能

研究了以微波为热源,采用均匀沉淀法制备活性MgO,并用所制备的MgO去除溶液中的Th(Ⅳ),考察了溶液pH、反应温度、接触时间、固液质量体积比、溶液中的Th钍初始质量浓度对Th(Ⅳ)去除效果的影响。结果表明:在pH=2.5、温度25℃、接触时间60 min、固液质量体积比0.15g/L、Th(Ⅳ)初始质量浓度50mg/L条件下,活性MgO对溶液中Th(Ⅳ)去除率达98.91%,去除效果较好;用少量活性MgO处理酸性含钍放射性废水即可取得很好的效果,经济环保、操作简单,具有较好的应用前景;推测活性MgO去除溶液中Th(Ⅳ)的机制为以化学沉淀为主,表面物理吸附为辅。     

从铜冶炼烟尘中氧压浸出有价金属试验研究

研究了用硫酸体系从铜冶炼烟尘中氧压浸出有价金属Cu、Zn、In,考察了氧分压、温度、反应时间、初始酸度、液固体积质量比和搅拌速度对Cu、Zn、In浸出率的影响。结果表明：在氧分压0.8 MPa、温度130℃、反应时间2 h、初始硫酸质量浓度120 g/L、液固体积质量比5/1、搅拌速度500 r/min条件下,Cu、Zn和In浸出率分别为96.35%、98.38%和92.40%,有价金属浸出效果较好。