矿冶废渣在水污染治理中应用的试验研究
发布时间：2022-08-13 15:15
对工业、农业和城市废水中有机物、营养物质、重金属离子和酸性的有效去除是水处理的关键,大量廉价的选矿和冶炼废渣提供了更加经济的水处理材料,本研究选取钢铁选矿和冶炼废渣（磁铁矿选铁尾矿渣、含钛高炉渣、普通高炉渣、钢渣）、钛选矿废渣（磁铁矿选钛尾矿渣）和铝冶炼废渣（赤泥）作为研究对象,论证将其应用于环境治理尤其是水污染治理的可行性。首先对钢铁、钛、铝矿冶废渣进行物理、化学和矿物学特征分析,它们主要由Al、Fe、Mn氧化物矿物和Ca、Mg矿物组成。这些矿物由于具有特殊的表面吸附效应、沉淀效应、氧化还原效应、离子交换效应、孔道效应、结构效应、结晶效应等,对水中有机物、营养物质、重金属离子有很好的截留和去除能力,对酸有很好的中和能力。最主要的污染物去除机理源于表面吸附效应、沉淀效应、氧化还原效应和离子交换效应。一系列的圆柱试验用来检验钢铁、钛、铝矿冶废渣和填充物质石英砂对水中溶解性有机碳（DOC）、磷酸盐（PO4-P）、氨氮（NH3-N）、硝酸盐/亚硝酸盐氮（NOX-N）、溶解性有机氮（DON）和总氮（TN）的去除能力。结果表明,试验所用的钢渣和磁铁矿选铁尾矿渣对水中有机物和营养物质有良好的去除效...
【文章页数】：178 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
中文摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 钢铁矿冶废渣的产生及利用
1.2 钛选矿废渣的产生及利用
1.3 铝冶炼废渣的产生及利用
1.4 矿冶废渣在环境治理中的应用
1.4.1 钢铁矿冶废渣在环境治理中的应用
1.4.2 钛选矿废渣在环境治理中的应用
1.4.3 铝冶炼废渣在环境治理中的应用
1.5 矿冶废渣在环境治理中应用的作用机理
1.5.1 表面吸附效应
1.5.2 沉淀效应
1.5.3 氧化还原效应
1.5.4 离子交换效应
1.5.5 孔道效应
1.5.6 结构效应
1.5.7 结晶效应
1.5.8 水合效应
1.6 课题研究的内容及意义
第2章 试验材料、仪器设备及方法
2.1 试验材料
2.2 试验材料的表征
2.2.1 一般特征分析
2.2.2 矿物学分析
2.2.3 化学分析
2.3 有机物和营养物质去除试验
2.3.1 试验圆柱设计
2.3.2 试验用水
2.3.3 试验进出水水质分析
2.3.4 试验结果分析
2.4 重金属离子去除及酸中和试验
2.4.1 试验圆柱设计
2.4.2 试验用水
2.4.3 试验进出水水质分析
2.4.4 试验结果分析
2.5 地球化学模拟分析
2.5.1 地球化学模拟简介
2.5.2 地球化学模拟的意义
第3章 矿冶废渣和石英砂的表征
3.1 参照对比材料石英砂
3.1.1 石英砂的一般特征分析
3.1.2 石英砂的矿物学分析
3.1.3 石英砂的化学分析
3.2 磁铁矿选铁尾矿渣
3.2.1 磁铁矿选铁尾矿渣的一般特征分析
3.2.2 磁铁矿选铁尾矿渣的矿物学分析
3.2.3 磁铁矿选铁尾矿渣的化学分析
3.3 含钛高炉渣
3.3.1 含钛高炉渣的一般特征分析
3.3.2 含钛高炉渣的矿物学分析
3.3.3 含钛高炉渣的化学分析
3.4 普通高炉渣
3.4.1 普通高炉渣的一般特征分析
3.4.2 普通高炉渣的矿物学分析
3.4.3 普通高炉渣的化学分析
3.5 钢渣
3.5.1 钢渣的一般特征分析
3.5.2 钢渣的矿物学分析
3.5.3 钢渣的化学分析
3.6 磁铁矿选钛尾矿渣
3.6.1 磁铁矿选钛尾矿渣的一般特征分析
3.6.2 磁铁矿选钛尾矿渣的矿物学分析
3.6.3 磁铁矿选钛尾矿渣的化学分析
3.7 赤泥
3.7.1 赤泥的一般特征分析
3.7.2 赤泥的矿物学分析
3.7.3 赤泥的化学分析
3.8 讨论分析
3.9 本章小结
第4章 矿冶废渣对水中有机物和营养物质去除试验
4.1 参照对比材料石英砂
4.1.1 石英砂对水中DOC的去除试验
4.1.2 石英砂对水中磷的去除试验
4.1.3 石英砂对水中氮的去除试验
4.2 磁铁矿选铁尾矿渣
4.2.1 磁铁矿选铁尾矿渣对水中DOC的去除试验
4.2.2 磁铁矿选铁尾矿渣对水中磷的去除试验
4.2.3 磁铁矿选铁尾矿渣对水中氮的去除试验
4.3 含钛高炉渣
4.3.1 含钛高炉渣对水中DOC的去除试验
4.3.2 含钛高炉渣对水中磷的去除试验
4.3.3 含钛高炉渣对水中氮的去除试验
4.4 普通高炉渣
4.4.1 普通高炉渣对水中DOC的去除试验
4.4.2 普通高炉渣对水中磷的去除试验
4.4.3 普通高炉渣对水中氮的去除试验
4.5 钢渣
4.5.1 钢渣对水中DOC的去除试验
4.5.2 钢渣对水中磷的去除试验
4.5.3 钢渣对水中氮的去除试验
4.6 磁铁矿选钛尾矿渣
4.6.1 磁铁矿选钛尾矿渣对水中DOC的去除试验
4.6.2 磁铁矿选钛尾矿渣对水中磷的去除试验
4.6.3 磁铁矿选钛尾矿渣对水中氮的去除试验
4.7 赤泥
4.7.1 赤泥对水中DOC的去除试验
4.7.2 赤泥对水中磷的去除试验
4.7.3 赤泥对水中氮的去除试验
4.8 讨论分析
4.9 本章小结
第5章 矿冶废渣对水中重金属离子去除及酸中和试验
5.1 参照对比材料石英砂
5.1.1 石英砂对水中重金属离子去除及酸中和试验
5.1.2 石英砂试验前后矿物学性质对比
5.2 磁铁矿选铁尾矿渣
5.2.1 磁铁矿选铁尾矿渣对水中重金属离子去除及酸中和试验
5.2.2 磁铁矿选铁尾矿渣试验前后矿物学性质对比
5.3 含钛高炉渣
5.3.1 含钛高炉渣对水中重金属离子去除及酸中和试验
5.3.2 含钛高炉渣试验前后矿物学性质对比
5.4 普通高炉渣
5.4.1 普通高炉渣对水中重金属离子去除及酸中和试验
5.4.2 普通高炉渣试验前后矿物学性质对比
5.5 钢渣
5.5.1 钢渣对水中重金属离子去除及酸中和试验
5.5.2 钢渣试验前后矿物学性质对比
5.6 磁铁矿选钛尾矿渣
5.6.1 磁铁矿选钛尾矿渣对水中重金属离子去除及酸中和试验
5.6.2 磁铁矿选钛尾矿渣试验前后矿物学性质对比
5.7 赤泥
5.7.1 赤泥对水中重金属离子去除及酸中和试验
5.7.2 赤泥试验前后矿物学性质对比
5.8 讨论分析
5.9 本章小结
第6章 地球化学模拟分析
6.1 矿冶废渣对水中污染物去除试验的地球化学模拟分析
6.2 矿冶废渣对水中有机物和营养物质去除试验的地球化学模拟分析
6.2.1 磁铁矿选铁尾矿渣的地球化学模拟分析
6.2.2 含钛高炉渣的地球化学模拟分析
6.2.3 普通高炉渣的地球化学模拟分析
6.2.4 钢渣的地球化学模拟分析
6.2.5 磁铁矿选钛尾矿渣的地球化学模拟分析
6.2.6 赤泥的地球化学模拟分析
6.3 矿冶废渣对水中重金属离子去除及酸中和试验的地球化学模拟分析
6.3.1 磁铁矿选铁尾矿渣的地球化学模拟分析
6.3.2 含钛高炉渣的地球化学模拟分析
6.3.3 普通高炉渣的地球化学模拟分析
6.3.4 钢渣的地球化学模拟分析
6.3.5 磁铁矿选钛尾矿渣的地球化学模拟分析
6.3.6 赤泥的地球化学模拟分析
6.4 讨论分析
6.5 本章小结
第7章 矿冶废渣对水中污染物的去除效果分析
7.1 分析依据
7.2 矿冶废渣对水中有机物的去除效果分析
7.3 矿冶废渣对水中磷的去除效果分析
7.4 矿冶废渣对水中氮的去除效果分析
7.5 矿冶废渣对水中重金属离子的去除效果分析
7.6 矿冶废渣对水中酸性的去除效果分析
7.7 本章小结
第8章 结论及建议
8.1 结论
8.2 建议
参考文献
致谢
攻读学位期间发表的学术论文目录
本文编号：3677272
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【学位级别】：博士
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中文摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 钢铁矿冶废渣的产生及利用
1.2 钛选矿废渣的产生及利用
1.3 铝冶炼废渣的产生及利用
1.4 矿冶废渣在环境治理中的应用
1.4.1 钢铁矿冶废渣在环境治理中的应用
1.4.2 钛选矿废渣在环境治理中的应用
1.4.3 铝冶炼废渣在环境治理中的应用
1.5 矿冶废渣在环境治理中应用的作用机理
1.5.1 表面吸附效应
1.5.2 沉淀效应
1.5.3 氧化还原效应
1.5.4 离子交换效应
1.5.5 孔道效应
1.5.6 结构效应
1.5.7 结晶效应
1.5.8 水合效应
1.6 课题研究的内容及意义
第2章 试验材料、仪器设备及方法
2.1 试验材料
2.2 试验材料的表征
2.2.1 一般特征分析
2.2.2 矿物学分析
2.2.3 化学分析
2.3 有机物和营养物质去除试验
2.3.1 试验圆柱设计
2.3.2 试验用水
2.3.3 试验进出水水质分析
2.3.4 试验结果分析
2.4 重金属离子去除及酸中和试验
2.4.1 试验圆柱设计
2.4.2 试验用水
2.4.3 试验进出水水质分析
2.4.4 试验结果分析
2.5 地球化学模拟分析
2.5.1 地球化学模拟简介
2.5.2 地球化学模拟的意义
第3章 矿冶废渣和石英砂的表征
3.1 参照对比材料石英砂
3.1.1 石英砂的一般特征分析
3.1.2 石英砂的矿物学分析
3.1.3 石英砂的化学分析
3.2 磁铁矿选铁尾矿渣
3.2.1 磁铁矿选铁尾矿渣的一般特征分析
3.2.2 磁铁矿选铁尾矿渣的矿物学分析
3.2.3 磁铁矿选铁尾矿渣的化学分析
3.3 含钛高炉渣
3.3.1 含钛高炉渣的一般特征分析
3.3.2 含钛高炉渣的矿物学分析
3.3.3 含钛高炉渣的化学分析
3.4 普通高炉渣
3.4.1 普通高炉渣的一般特征分析
3.4.2 普通高炉渣的矿物学分析
3.4.3 普通高炉渣的化学分析
3.5 钢渣
3.5.1 钢渣的一般特征分析
3.5.2 钢渣的矿物学分析
3.5.3 钢渣的化学分析
3.6 磁铁矿选钛尾矿渣
3.6.1 磁铁矿选钛尾矿渣的一般特征分析
3.6.2 磁铁矿选钛尾矿渣的矿物学分析
3.6.3 磁铁矿选钛尾矿渣的化学分析
3.7 赤泥
3.7.1 赤泥的一般特征分析
3.7.2 赤泥的矿物学分析
3.7.3 赤泥的化学分析
3.8 讨论分析
3.9 本章小结
第4章 矿冶废渣对水中有机物和营养物质去除试验
4.1 参照对比材料石英砂
4.1.1 石英砂对水中DOC的去除试验
4.1.2 石英砂对水中磷的去除试验
4.1.3 石英砂对水中氮的去除试验
4.2 磁铁矿选铁尾矿渣
4.2.1 磁铁矿选铁尾矿渣对水中DOC的去除试验
4.2.2 磁铁矿选铁尾矿渣对水中磷的去除试验
4.2.3 磁铁矿选铁尾矿渣对水中氮的去除试验
4.3 含钛高炉渣
4.3.1 含钛高炉渣对水中DOC的去除试验
4.3.2 含钛高炉渣对水中磷的去除试验
4.3.3 含钛高炉渣对水中氮的去除试验
4.4 普通高炉渣
4.4.1 普通高炉渣对水中DOC的去除试验
4.4.2 普通高炉渣对水中磷的去除试验
4.4.3 普通高炉渣对水中氮的去除试验
4.5 钢渣
4.5.1 钢渣对水中DOC的去除试验
4.5.2 钢渣对水中磷的去除试验
4.5.3 钢渣对水中氮的去除试验
4.6 磁铁矿选钛尾矿渣
4.6.1 磁铁矿选钛尾矿渣对水中DOC的去除试验
4.6.2 磁铁矿选钛尾矿渣对水中磷的去除试验
4.6.3 磁铁矿选钛尾矿渣对水中氮的去除试验
4.7 赤泥
4.7.1 赤泥对水中DOC的去除试验
4.7.2 赤泥对水中磷的去除试验
4.7.3 赤泥对水中氮的去除试验
4.8 讨论分析
4.9 本章小结
第5章 矿冶废渣对水中重金属离子去除及酸中和试验
5.1 参照对比材料石英砂
5.1.1 石英砂对水中重金属离子去除及酸中和试验
5.1.2 石英砂试验前后矿物学性质对比
5.2 磁铁矿选铁尾矿渣
5.2.1 磁铁矿选铁尾矿渣对水中重金属离子去除及酸中和试验
5.2.2 磁铁矿选铁尾矿渣试验前后矿物学性质对比
5.3 含钛高炉渣
5.3.1 含钛高炉渣对水中重金属离子去除及酸中和试验
5.3.2 含钛高炉渣试验前后矿物学性质对比
5.4 普通高炉渣
5.4.1 普通高炉渣对水中重金属离子去除及酸中和试验
5.4.2 普通高炉渣试验前后矿物学性质对比
5.5 钢渣
5.5.1 钢渣对水中重金属离子去除及酸中和试验
5.5.2 钢渣试验前后矿物学性质对比
5.6 磁铁矿选钛尾矿渣
5.6.1 磁铁矿选钛尾矿渣对水中重金属离子去除及酸中和试验
5.6.2 磁铁矿选钛尾矿渣试验前后矿物学性质对比
5.7 赤泥
5.7.1 赤泥对水中重金属离子去除及酸中和试验
5.7.2 赤泥试验前后矿物学性质对比
5.8 讨论分析
5.9 本章小结
第6章 地球化学模拟分析
6.1 矿冶废渣对水中污染物去除试验的地球化学模拟分析
6.2 矿冶废渣对水中有机物和营养物质去除试验的地球化学模拟分析
6.2.1 磁铁矿选铁尾矿渣的地球化学模拟分析
6.2.2 含钛高炉渣的地球化学模拟分析
6.2.3 普通高炉渣的地球化学模拟分析
6.2.4 钢渣的地球化学模拟分析
6.2.5 磁铁矿选钛尾矿渣的地球化学模拟分析
6.2.6 赤泥的地球化学模拟分析
6.3 矿冶废渣对水中重金属离子去除及酸中和试验的地球化学模拟分析
6.3.1 磁铁矿选铁尾矿渣的地球化学模拟分析
6.3.2 含钛高炉渣的地球化学模拟分析
6.3.3 普通高炉渣的地球化学模拟分析
6.3.4 钢渣的地球化学模拟分析
6.3.5 磁铁矿选钛尾矿渣的地球化学模拟分析
6.3.6 赤泥的地球化学模拟分析
6.4 讨论分析
6.5 本章小结
第7章 矿冶废渣对水中污染物的去除效果分析
7.1 分析依据
7.2 矿冶废渣对水中有机物的去除效果分析
7.3 矿冶废渣对水中磷的去除效果分析
7.4 矿冶废渣对水中氮的去除效果分析
7.5 矿冶废渣对水中重金属离子的去除效果分析
7.6 矿冶废渣对水中酸性的去除效果分析
7.7 本章小结
第8章 结论及建议
8.1 结论
8.2 建议
参考文献
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