赤泥基吸附剂对废水中重金属离子吸附机理研究

利用赤泥基吸附剂对废水中重金属离子开展吸附特性研究,以酸性废水中Cu²⁺、Zn²⁺为研究对象,借助吸附动力学模型、吸附等温线、FTIR、XRD等手段探究了赤泥基吸附剂的吸附机理。结果表明：赤泥基吸附剂对重金属离子Cu²⁺、Zn²⁺的吸附过程属于单分子层吸附,Langmuir吸附等温线拟合得出吸附剂对Cu²⁺、Zn²⁺的最大吸附量分别为33.12 mg/g、129.88 mg/g,符合准二级动力学模型。赤泥基吸附剂中Si-O-Si键与Cu²⁺、Zn²⁺发生相互作用,吸附过程为化学吸附。该研究为铝工业固废赤泥的回收利用提供了新途径。     

赤泥负载铈吸附剂的制备及其应用

将赤泥通过盐酸改性,得到改性赤泥,以改性赤泥为载体,氧化铈为活性组分,制备了赤泥负载铈吸附剂.在25℃和静态条件下,对赤泥负载铈吸附剂处理含磷废水进行了研究,探讨了赤泥负载铈吸附剂的制备条件、赤泥负载铈吸附剂用量、废水pH值、吸附时间及磷的浓度对除磷效果的影响.结果表明,赤泥负载铈吸附剂的制备条件为:盐酸浓度为6mol/L,赤泥负载铈的反应时间为16h,四水硫酸铈浓度为0.4g/L,焙烧温度为500℃;在废水pH值为5.0,磷浓度0～100mg/L范围内,吸附时间为90min,按磷与赤泥负载铈吸附剂质量比为1︰80投加赤泥负载铈吸附剂进行处理,磷的去除率可达97%以上.利用Langmuir吸附等温式对吸附数据进行拟合,得到25℃下的线性相关性R2=0.9919,吸附剂的饱和吸附量为44.65mg/g.磷在吸附剂表面的吸附是单分子层吸附.     

有机改性赤泥吸附剂的制备及除磷性能

通过浸渍CTMAB法制备有机改性赤泥吸附剂,并探讨改性赤泥吸附剂对磷的吸附性能。结果表明：当浸渍液CTMAB质量浓度为8 g/L、焙烧温度为500 ℃、模拟含磷废水初始浓度为5 mg/L、废水pH=3、振荡时间为60 min时,改性吸附剂对磷的去除率达到90%以上。根据试验结果建立了改性吸附剂吸附磷的Freundlich等温线模型,通过热力学分析揭示出该吸附过程可自发进行。     

改性凹凸棒土去除废水中磷酸根的研究

对贵州大方的凹凸棒土进行热重分析,经过煅烧、碱、酸、盐改性,用改性凹凸棒土处理高浓度含磷废水,试验结果表明:经碱、盐改性凹凸棒土及煅烧凹凸棒土对磷酸根的去除率明显增加;而经酸改性凹凸棒土对磷酸根的去除率增加不明显。用经过500℃煅烧的凹凸棒土对洛阳市某企业排放水(含磷11.2mg/L)处理,去除率可达92.7%,符合国家二级排放标准。     

热改性粉煤灰对水中铜的动态吸附研究

以热改性粉煤灰作为吸附剂,采用固定床吸附装置,探究了床层高度、流量、初始浓度等因素对Cu2+动态吸附曲线的影响。在此基础上进行了动态吸附模型的研究,分别研究了Thomas、Yoon-Nelson和Adams-Bohart三种吸附模型。同时也探讨了双组分污染物体系中MFA对Cu2+的动态吸附效果。结果表明,Cu2+的穿透时间随初始离子浓度和流量的增加而缩短,随床层高度的增加而延长。MFA吸附Cu2+的动态行为符合Thomas和Yoon-Nelson模型。降低床层高度、增加初始浓度和流量可以提高Cu2+的吸附速率。根据MFA吸附Cu2+前后的表征,吸附主要机理包括含氧官能团与Cu2+的络合和Na+等阳离子与Cu2+的离子交换。在双组分污染物体系中,溶液中的Zn2+、Pb2+对MFA的Cu2+吸附均产生抑制作用,其影响大小为Pb2+>Zn2+。      

赤泥负载镧新型吸附剂的制备及其除氟性能

以盐酸活化的赤泥为载体,氧化镧为活性组分,制备了赤泥负载镧的新型吸附剂.探讨了新型吸附剂制备最佳的条件对除氟效果的影响.结果表明在盐酸浓度为6 mol/L,赤泥负载镧的反应时间为20 h,镧离子浓度为0.25 g/L,焙烧温度为500℃的条件下制备的吸附剂对氟离子具有较强的吸附能力;当吸附时间为60 min,pH值为6.0,氟的初始浓度为40 mg/L,氟与吸附剂的质量比为l:100时,氟去除率可达98%以上.在25℃下,吸附除氟过程符合Langmuir吸附等温式,线性方程为:c_e/q_e=0.015 9c_e+0.049 5,线性相关系数为:R~2=0.992 5,其饱和吸附量为62.89 mg/g.单分子层吸附氟是吸附的主要形式.     

活性氧化铝对废水中磷酸根离子的吸附特性研究

通过静态吸附试验研究了活性氧化铝吸附废水中磷酸根离子的影响因素及作用机理。结果表明:对初始质量浓度为10 mg/L的磷酸根离子溶液,在活性氧化铝用量为25 g/L,pH值为4,吸附温度为298 K和吸附时间为60 min时,磷酸根离子的去除率为90.30%;活性氧化铝再生3次后,废水中磷酸根离子的去除率保持在89%左右。活性氧化铝pHpzc为4.9;当pH值为4时,磷酸根离子以H2PO4-形式存在,活性氧化铝表面带正电,有利于H2PO4-在其表面产生静电吸附。磷酸根离子在活性氧化铝表面的吸附符合二级动力学模型;等温吸附过程符合Langmuir等温吸附模型。zeta电位测试、热力学参数计算和FTIR分析表明:磷酸根离子在活性氧化铝表面的吸附为化学吸附与物理吸附共同作用。ΔG0,ΔH0,表明吸附过程为自发、吸热过程。     

赤泥基吸附剂的应用研究进展

赤泥是氧化铝生产过程中所排放的一种强碱性固体废弃物,每年排放量巨大且利用率低,造成了严重的资源浪费和环境污染,如何有效资源化回收利用赤泥是亟须解决的问题。从赤泥的危害、理化性质和综合利用现状出发,对赤泥基吸附剂的应用研究进展进行了详细综述。赤泥粒度细、比表面积和孔隙率较高,含有多种活性成分,适合制备吸附剂以处理含污废水。然而,赤泥若直接应用于污水处理,处理能力有限,并且高碱性的赤泥若直接用于处理污水,会使溶液p H值升高。为此,常采用一系列的活化工艺对赤泥进行活化,制备赤泥基吸附剂。活化工艺不仅可以提高赤泥基吸附剂的吸附性能,还在一定程度上可以预防赤泥造成二次污染。目前常用的赤泥活化工艺主要有酸活化工艺、热活化工艺以及中和活化工艺。酸活化工艺可明显提升赤泥对阴离子的吸附效果;热活化工艺可减少传质阻力、高温造孔并使矿物转化,但成本较高;中和活化赤泥常用于处理金属阳离子。联合活化技术能综合利用单一活化技术的优点,使活化后的赤泥有更好的吸附性能,但联合活化技术操作较为复杂,成本也更高,导致现有的联合活化技术在工业上很难被大规模应用。目前,赤泥基吸附剂已被研究用于处理污水中的非金属阴离子、金属...     

活性氧化铝吸附水中的磷酸盐

研究活性氧化铝对水中磷酸盐的吸附过程。结果表明：γ-Al2O3比活性炭有比较高的吸附容量：γ-Al2O3吸附磷酸盐适宜的pH值是3－4，吸附符合Freundich等温吸附规律，1／n为0．23，K＝1．65；饱和吸附容量为10mg/g，是活性炭的3－9倍。活性氧化铝是很有应用潜力的水处理剂。     

赤泥矿粉沥青混合料的抗水损坏研究

为了解决制铝工业中排放的赤泥废弃料难题,为了探究赤泥矿粉替代量对沥青混合料抗水损坏性能的影响,提高废弃物资源的再利用率,采用“干法改性”方案,利用赤泥等质量代替沥青混合料中的石灰岩矿粉制成赤泥沥青胶浆和赤泥沥青混合料,通过赤泥沥青胶浆的吸持性能实验和赤泥沥青混合料的浸水马歇尔实验、冻融循环劈裂实验、浸水车辙实验来测试不同替代量赤泥沥青胶浆的粘附性能和赤泥沥青混合料的抗水损坏性能。结果表明：赤泥替代沥青混合料中的石灰岩矿粉能有效地改善沥青胶浆的粘附性能和沥青混合料的抗水损坏性能。而且通过对赤泥沥青胶浆粘附性能和沥青混合料抗水损坏的机理分析 揭示了赤泥沥青混合料抗水损坏性能的原因,得出赤泥替代量为50%时沥青混合料性能较佳的结论。     

用赤泥提高铁尾矿热活化性能的试验研究

为提高铁尾矿的活性,使其能作为水泥原料而得以大宗量综合利用,以通钢铁尾矿为对象,研究了铁尾矿自身的热活化性能以及赤泥对铁尾矿热活化性能的影响。结果表明,单独对铁尾矿进行热活化不能使铁尾矿的活性得到提高;按1∶1的比例将铁尾矿与赤泥共同湿磨,所得混合物料的热活化性能明显改善,以这种混合物料在600 ℃下煅烧2 h的产物为主要原料（用量50%）制备的胶砂试块的28 d抗压强度达47.5 MPa,满足国家标准对42.5#水泥的强度要求。     

赤泥透水砖的制备及性能研究

以山东铝业公司赤泥为主要原料制备透水砖,并对制品性能的主要影响因素进行了考察。试验结果表明：透水砖骨料的合适配方为赤泥55%,粉煤灰35%,膨润土10%;骨料的烧结温度以1 150 ℃为宜。用该条件下所得骨料制备透水砖的适宜条件为：砖的固体原料中骨料占82%,膨润土占8%,玻璃粉占10%;水玻璃按固体原料的8%添加;砖坯成型压力40 MPa;烧结温度1 080 ℃,烧结时间60 min。制得的赤泥透水砖抗压强度为35.32 MPa,透水系数为0.028 cm/s,磨坑长度为27.35 mm。     

钠型煤基吸附剂对废水中Zn~(2+)的吸附研究

以新疆风化煤(XWC)为原料,硝酸钠溶液为浸渍液,采用浸渍联合微波辐照制备出钠型煤基吸附剂(SCA)。通过考察溶液pH值、吸附剂用量、反应时间及溶液初始质量浓度等因素,研究了SCA对Zn~(2+)的吸附特性。结果表明:在溶液pH值为5~11,加入量为0.3 g,溶液温度为室温的条件下,20 min内对质量浓度小于等于800 mg/L的含Zn~(2+)废水去除率达99.00%以上。经过改性后的SCA最大吸附容量为188.7 mg/g,是改性前XWC的4.2倍。改性前后的风化煤对Zn~(2+)吸附动力学均符合准二级动力学方程,吸附等温线均符合Langmuir等温模型。     

改性长石对废水中磷的吸附研究

通过在500℃下对甘肃长石进行2h煅烧,得到改性长石.研究其对含瞵废水的除磷效果.实验结果表明,在磷浓度为10mg/L、pH值大于4时,粗径在0.45～1.00mm的改性长石对磷有较好的去除效果改性长石对磷的吸附等温线符合Freundlich方程,相关系数在0.99以上.此长石应用于实际生活污水处理中,对磷的去除率达80.7%,符合国家排放标准.     

赤泥附液吸收烟气中的二氧化硫

研究用赤泥附液处理含SO2烟气吸收SO2的过程，考察pH、反应时间、脱硫率之间的关系。结果表明，反应时间大约20min，溶液pH≥5，脱硫率达到99．5％。赤泥附液处理含SO2烟气具有脱硫率高、操作控制方便等优点，实现了以废治废，是氧化铝生产过程中废气、废液治理的有效途径。     

高浓度赤泥颗粒特性和流变特性的试验研究

赤泥组成颗粒细小（d₅₀=13.02 μm）经高压管道输送时表现为一种高浓度、高粘度的膏体状固液两相流。其流变特性的测试表明,旋转粘度计等测试方法不能反应物料在管道中的真实流动状态,其确定的流变参数偏大。为此,基于管流法的测量原理,利用自行研制的加压管式流变试验台,测试了赤泥在几种不同浓度下（60.2％,63.6％,66.8％）的流变特性,得出其本构方程。综合得出赤泥在管道中流动时表现出非牛顿假塑性流体的特性,其稠度系数和流动指数均随浓度的不同而发生较大变化。