四種非金屬礦物對污水中硫化物吸附條件及性能的研究.pdf

1、本文應(yīng)用非金屬礦物去除水環(huán)境中的硫化物的研究具有樂觀的應(yīng)用前景，極具研究價值。 應(yīng)用非金屬礦物中的硅藻土、白土、珍珠巖、沸石對廢水中硫化物吸附性能及吸附條件進行研究。實驗中改變各種條件，進行不同條件下的吸附實驗對比。實驗結(jié)果表明：同一溫度下，隨著硫化物溶液濃度的增大四種礦物吸附量上升趨勢增大，四種非金屬材料對硫化物的吸附能力為：硅藻土＞白土＞珍珠巖＞沸石。隨溫度的增加，四種礦物對硫化物的吸附量減少。非金屬礦物隨振蕩時間的增加吸

2、附硫化物的量也增加，當(dāng)振蕩時間達(dá)到72小時以上，非金屬礦物吸附硫化物的量幾乎不再增加，即達(dá)到了吸附平衡。硅藻土、白土、珍珠巖和沸石隨著礦物用量的增加對硫化物的吸附量有所增加，當(dāng)硅藻土與白土用量達(dá)到3克，珍珠巖與沸石用量達(dá)到1.5克時吸附率無明顯提高。非金屬礦物對硫化物的吸附發(fā)生在試料表面上，表面積與粒徑成反比，因此，隨著粒徑的減小，總表面積增大，吸附率提高。 吸附過程中非金屬礦物的用量、吸附時間、吸附溫度、非金屬礦物的粒度等，

3、是影響非金屬礦物吸附硫化物的主要因素。按照正交實驗的要求，確定了4個因素3個水平的9次實驗方案，對吸附試驗條件進行優(yōu)化選擇得到最佳的吸附條件，并且找到試驗影響因素的強弱次序。最佳吸附條件為：粒度為A3200目，吸附時間為B172h，非金屬礦物用量為C3lg，吸附溫度為D330℃；影響因素強弱為：B(吸附時間)＞C(用量)＞D(吸附溫度)＞A(粒度)。在最佳的吸附條件下，非金屬礦對硫化物的吸附率均能達(dá)到70﹪以上。 對四種非金屬

4、礦物吸附水中硫化物進行熱力學(xué)分析，四種非金屬礦物對硫化物的吸附模型，較好的符合Freundlich吸附等溫式，相關(guān)系數(shù)為：0.9809～0.9905之間。根據(jù)吸附指數(shù)1/n在0.8766～1.4332之間可以判斷四種非金屬礦物吸附硫化物的能力次序大小為：硅藻土＞白土＞珍珠巖＞沸石。 非金屬礦物對硫化物溶液的吸附動力學(xué)試驗結(jié)果表明，吸附過程可以用班厄姆公式來表達(dá)。通過不同溫度下的動力學(xué)方程，計算出的吸附活化能(Ey)、吸附活化焓

5、(△Hy)、吸附活化自由能(△Gy)、吸附活化熵(△Sy)的結(jié)果表明吸附過程接近物理吸附，并且是一個放熱的過程，吸附反應(yīng)不能自由進行，吸附反應(yīng)使體系混亂度降低，有序性提高。 以硅藻土為例，用微波及硫酸對硅藻土進行了改性試驗，對改性條件進行了研究并用正交實驗法優(yōu)化了微波及硫酸改性硅藻土的改性條件。最佳的改性條件為：硫酸濃度A3mg·l-，微波輻照時間D215min，硫酸改性時間B39h，固液比C1l：50g：m1；影響改性條件因

6、素強弱為：A(硫酸濃度)＞D(微波輻照時間)＞B(硫酸改性時間)＞C(固液比)。在最佳的改性條件和最佳的吸附條件下，硅藻土對硫化物的吸附率能達(dá)到90﹪左右。說明改性后的硅藻土吸附率有顯著的提高。 運用化學(xué)分析、XRD，SEM等測試技術(shù)，對非金屬礦物組成、微觀結(jié)構(gòu)、形貌、表面官能團的研究表明：經(jīng)過酸及微波改性處理后的硅藻土，內(nèi)部微粒表面，雜質(zhì)成分明顯減少，且很多小孔被打開，孔的透明度明顯提高。 本試驗通過利用資源豐富、