超临界CO 2 萃取技术在铅锌尾矿处置中的应用研究

发布时间：2022-04-27 20:26

　　铅锌尾矿中含有多种有毒有害重金属,对铅锌尾矿进行无害化处理并根据处理后的尾矿的综合性质开展针对性的综合利用,从而实现矿业资源利用与生态环境保护的协调发展具有重要意义。本研究以两种铅锌尾矿样品作为研究对象,首先利用超临界CO2萃取技术萃取铅锌尾矿中的重金属Pb、Zn、Cu、Cr、Ni等并研究其萃取效果,以重金属的萃取率为评价指标探究了超临界CO2萃取过程中络合剂用量等因素对各重金属的萃取率的影响,并通过正交试验得到重金属离子的最佳萃取工艺及影响因素大小。根据超临界二氧化碳萃取反应前后铅锌尾矿的浸出毒性分析、XRD图谱、SEM结果等分析该过程对尾矿样品性质的影响。然后通过收缩核模型对超临界萃取过程通过模型选择、模型假设、模型拟合的方式进行模拟。最后,将处理后的铅锌尾矿作为吸附剂处理模拟废水中的Cr6+,以吸附率和吸附量为评价指标探讨铅锌尾矿的吸附性能。通过单因素实验探究尾矿用量、吸附时间、初始吸附浓度对吸附结果的影响,并通过正交试验得到铅锌尾矿吸附模拟废水中Cr6+的最优工艺条件。通过动力学模型和吸附等温线模型对该过程进行拟合并探究铅锌尾矿的再生吸附能力。本研究对尾矿资源化利用以及重金属离... 

【文章页数】：77 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
1 前言
    1.1 铅锌尾矿的危害及综合利用现状
        1.1.1 铅锌尾矿概述
        1.1.2 铅锌尾矿的危害
        1.1.3 铅锌尾矿的综合利用现状
    1.2 超临界流体萃取技术
        1.2.1 超临界流体萃取技术原理
        1.2.2 超临界流体萃取特征
        1.2.3 超临界CO_2萃取金属离子的研究进展
    1.3 吸附法处理含Cr~(6+)废水研究进展
        1.3.1 矿物质吸附
        1.3.2 树脂类吸附
        1.3.3 聚合物吸附
        1.3.4 其他吸附材料
    1.4 研究目的意义、内容及技术路线图
        1.4.1 研究目的与意义
        1.4.2 研究内容
        1.4.3 技术路线图
2 超临界CO_2萃取铅锌尾矿中重金属的工艺条件研究
    2.1 实验试剂与仪器设备
    2.2 超临界二氧化碳萃取装置及设备流程图
    2.3 超临界CO_2萃取参数研究
        2.3.1 原料预处理
        2.3.2 单因素实验
        2.3.3 正交试验
        2.3.4 超临界CO_2萃取反应对尾矿理化性质影响分析
    2.4 结果与讨论
        2.4.1 尾矿中重金属含量分析
        2.4.2 络合剂添加量对萃取效率的影响
        2.4.3 萃取温度对萃取效率的影响
        2.4.4 萃取压力对萃取效率的影响
        2.4.5 萃取时间对萃取效率的影响
        2.4.6 正交试验结果
        2.4.7 超临界CO_2萃取反应前后尾矿性质分析
    2.5 本章小结
3 利用超临界CO_2萃取铅锌尾矿中重金属的动力学研究
    3.1 模型的选择
        3.1.1 常用的动力学模型
        3.1.2 超临界CO_2萃取尾矿中重金属的过程分析
    3.2 模型的建立
    3.3 模型的拟合及表观活化能的计算
        3.3.1 不同温度下的拟合
        3.3.2 不同压力下的拟合
        3.3.3 表观活化能
    3.4 本章小结
4 铅锌尾矿吸附废水中Cr~(6+)的研究
    4.1 实验试剂与仪器设备
    4.2 铅锌尾矿吸附废水中Cr~(6+)的工艺研究
        4.2.1 Cr~(6+)的测定方法
        4.2.2 尾矿用量对吸附率的影响
        4.2.3 吸附时间对吸附率的影响
        4.2.4 初始浓度对吸附率的影响
        4.2.5 正交试验
        4.2.6 吸附动力学
        4.2.7 吸附平衡等温线
        4.2.8 脱附再生实验
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 尾矿用量对吸附率的影响
        4.3.2 吸附时间对吸附率的影响
        4.3.3 初始浓度对吸附量的影响
        4.3.4 正交试验结果
        4.3.5 吸附动力学
        4.3.6 吸附等温线
        4.3.7 吸附再生性能
    4.4 本章小结
5 结论、创新点及展望
    5.1 结论
    5.2 创新点
    5.3 展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间公开发表的论文


【参考文献】：
期刊论文
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硕士论文
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[7]铅锌矿尾砂污染农田的修复治理与利用研究[D]. 梅娟.山西大学 2013
[8]尾矿重金属淋溶污染及其抑制技术研究[D]. 李媛媛.华南理工大学 2010
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本文编号：3649117