氧化還原去除海水中重金屬離子的研究.pdf

1、低溫多效蒸餾海水淡化技術(shù)具有諸多優(yōu)點(diǎn)，是我國(guó)主要采用的一種海水淡化技術(shù)。在低溫多效蒸餾海水淡化技術(shù)中，采用鋁合金材料是一種有效降低設(shè)備成本的方法。鋁合金具有較低的密度、良好的導(dǎo)熱性和優(yōu)良的耐腐蝕性，已經(jīng)被廣泛應(yīng)用在海水淡化工程領(lǐng)域。海水中的重金屬離子會(huì)加快鋁合金在海水中的腐蝕速率，因此研究一種可以有效地去除海水中重金屬離子的工藝對(duì)提高鋁合金的耐海水腐蝕性能和海水淡化工程的穩(wěn)定性有重要的意義。
　　本研究建立了一套利用活潑金屬的還原

2、性去除海水中重金屬離子的設(shè)備，包括加熱裝置及離子交換塔等裝置，并采用填充在離子交換塔中的鋁合金環(huán)和鎂合金環(huán)作為還原劑，開展了利用還原劑與銅離子和鐵離子的氧化還原反應(yīng)去除海水中的銅離子和鐵離子的研究。研究了海水流速、溫度、pH值、鹽度以及海水中重金屬離子的初始濃度對(duì)脫除海水中Cu2+和Fe3+效果的影響。研究結(jié)果表明，實(shí)驗(yàn)中采用鋁合金和鎂合金作為還原劑都可以有效地去除海水中的Cu2+和Fe3+。海水中Cu2+和Fe3+的去除率會(huì)隨著海水溫

3、度的升高、流速的降低、鹽度的升高都而升高；初始Cu2+的濃度升高會(huì)造成Cu2+的去除率降低而初始Fe3+濃度升高則使Fe3+的去除率升高。使用鋁合金還原劑時(shí)，海水pH值降低使Cu2+和Fe3+的去除率升高；使用鎂合金還原劑時(shí)，海水pH值的升高和降低都使Cu2+的去除率升高。相同操作條件下，鎂合金對(duì)Cu2+和Fe3+的去除率要高于鋁合金。
　　論文同時(shí)研究了5052鋁合金在不同重金屬離子濃度的模擬海水中浸泡15天后的表面形貌以及腐蝕

4、速率，研究結(jié)果表明：海水中加入重金屬離子后，表面會(huì)出現(xiàn)大量腐蝕突起，5052鋁合金表面可以觀察到十分明顯的產(chǎn)物堆積現(xiàn)象。浸泡在含有重金屬離子的海水中的鋁合金的腐蝕速率要遠(yuǎn)高于浸泡在不含重金屬離子的海水中的鋁合金的腐蝕速率。
　　實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，使用鋁合金和鎂合金作為還原劑均可以有效地去除海水中Cu2+和Fe3+等重金屬離子，降低了進(jìn)入使用鋁合金材料制成的蒸發(fā)器的海水中重金屬離子的濃度，延長(zhǎng)了采用鋁合金材料的海水淡化設(shè)備的使用壽命，為