磷矿选矿废水中有机药剂的脱除研究

发布时间：2020-04-21 18:24

【摘要】：本文对贵州某磷矿浮选废水中有机物的脱除进行研究。磷矿中含有的主要矿物为氟磷灰石、石英和白云石。通过磨矿、浮选试验,将浮选废水循环使用,随着循环次数的增加,废水中有机物的含量逐渐增加,精矿中P_2O_5的品位逐渐降低,回收率变化不显著。因此,处理浮选废水中的有机物是有必要的。采用吸附法脱除模拟废水中的有机物,使用了活性炭、粉煤灰和木炭三种吸附剂,考察吸附剂用量、pH、吸附时间和温度对模拟废水中有机物去除的影响。在活性炭处理SEW和SEA时,用量为2 g·L~(-1),去除率分别为84.7%和67.1%。粉煤灰处理SEW和SEA,发现粉煤灰在350℃焙烧后,生成了新的钙的铝硅酸盐(钙长石),并使网状结构物增多,-0.048 mm以下的焙烧粉煤灰具有较好的吸附效果。处理SEW和SEA时,用量分别在50 g·L~(-1)和40 g·L~(-1),去除率分别为73.7%和63.97%。制备木炭处理SEW和SEA,木炭用量35 g·L~(-1),SEW去除率为63.17%,木炭用量30 g·L~(-1),SEA去除率增加不显著,此时的去除率为58.78%。吸附法处理SEW和SEA中,随着pH的增加,去除率逐渐减小。随着时间的增加,SEW和SEA的去除率不断增加。随着温度升高,去除率均逐渐降低。采用混凝沉淀法脱除模拟废水中的有机物。处理SEW时,PAC和PAFC的用量在7 g·L~(-1)适宜,去除率分别为17.69%和22.43%。处理SEA时,PAC用量在7 g·L~(-1)适宜,去除率为19.42%;PAFC用量在5 g·L~(-1)适宜,去除率为25.31%。pH对SEW和SEA的去除率影响不大。采用氧化法脱除模拟废水中的有机物。处理SEW时,CMD-1用量在16 g·L~(-1)较好,去除率为27.32%,CMD-2用量在20 g·L~(-1)适宜,去除率为14.98%;在处理SEA时,CMD-1用量在24 g·L~(-1)适宜,去除率为53.98%,CMD-2用量在20 g·L~(-1)适宜,去除率为30.84%。相比而言,CMD-1对有机物的去除效果较好。在处理SEW时,去除率随着pH的增加先增加后减小。在处理SEA时,去除率随pH的增加逐渐增加。随着温度的升高,去除率均逐渐降低。活性炭吸附SEA的机理研究中。采用Box-Behnken模块进行正交试验,可知活性炭用量和SEA浓度交互作用显著,pH和活性炭用量、SEA浓度交互作用不显著。XRD分析可知,活性炭为无定型样品,其中含有二氧化硅和石墨;扫描电镜可以看出,活性炭吸附SEA后,表面变得平整,吸附效果较好;FTIR分析可知,活性炭对SEA有吸附作用;活性炭的Zeta电位随溶液中pH的增加而降低,系统的稳定性先降低后增加。原始活性炭的BET比表面积为650.4405m2·g~(-1),主要是活性炭的微孔对SEA进行吸附。在吸附SEA后,XPS测定不同酸碱度下活性炭表面的结合能。该吸附过程符合Langmuir和Freundlich两种等温线方程。热力学分析得到的ΔH~?和ΔS~?为负值,ΔG~?为负值表明吸附是一个自发的过程。C80微量热仪分析可知,该吸附为放热反应,反应热分别为-16.611 J·g~(-1)、-19.564 J·g~(-1)和-27.64 J·g~(-1)。吸附动力学中,该吸附符合准二级动力学模型(R~20.99)、Bangham孔道扩散模型(R~20.92)和W-M动力学模型(R~20.94)。活性炭吸附SEA的活化能E_a=27.96 kJ·mol~(-1),属于物理吸附。
【图文】：

X射线衍射图,磷矿,X射线衍射图,精矿

图 2-2 磷矿 X 射线衍射图Fig.2-2 X-ray diffraction pattern of phosphate rock表 2-1 磷矿 XRF 分析结果Tab.2-1 XRF analysis of phosphate oreP2O5CaO SiO2MgO Al2O3FeO3F Cl 18.72 30.15 25.86 3.12 6.41 .2.13 1.90 0.012 表 2-2 精矿废水成分分析 Tab.2-2 Composition analysis of concentrate wastewater 磷悬浮物 Ca2+Mg2+SO42-F-/ 156 2500 125 3201 1.21 .25 59.18 1004.96 390.46 3445.92 1.7 / 827 / / 3520 2.08

总有机碳,工作原理,溶液,吸附剂

图 2-3 岛津总有机碳仪工作原理Fig.2-3 Working principle of Shimadzu total organic carbon吸附量是吸附剂单位质量上的有机物含量；去除率是吸附剂上有机物的含量占原溶液中有机物含量的百分比。吸附量和去除率的计算公式如式（2-1）和式（2-2）所示。 mccVn12 （2-1）式中，，n 为吸附剂的吸附量，mg·g-1；c1为吸附前溶液中有机物的浓度，mg·L-1；c2为吸附后溶液的浓度，mg·L-1；m 为吸附剂用量，g。%cccq 100112 （2-2）式中，q 为去除率，%；c1为活溶液中原始有机物浓度，mg·L-1；c2为处理后溶液中有机物浓度，mg·L-1。
【学位授予单位】：贵州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TD97;X751

【相似文献】