低品位錳礦及其改性磁性鐵錳復(fù)合物對砷(Ⅲ)吸附性能的研究.pdf

1、水體砷污染事件頻發(fā)，嚴(yán)重威脅人類身體健康。本文利用錳礦及其改性磁性鐵錳復(fù)合物處理含砷實(shí)驗(yàn)水樣，通過對低品位錳礦進(jìn)行物理和化學(xué)性能的表征，研究其對水樣中三價砷的吸附能力和吸附機(jī)理。同時以天然錳礦為原材料，通過本文獨(dú)創(chuàng)的高溫焙燒法進(jìn)行改性，浸出錳礦中二價錳離子，并利用浸出液合成磁性鐵錳復(fù)合物，然后利用復(fù)合物對含砷實(shí)驗(yàn)水樣進(jìn)行吸附。
　　對錳礦的研究結(jié)果表明，錳礦具有吸附中低濃度(C＜0.1mg/L)含砷實(shí)驗(yàn)水樣的能力，在錳礦投加量為1

2、.25g/L時，其最佳實(shí)驗(yàn)條件及除砷效果為:25℃下，溶液pH值為3，反應(yīng)時間為24小時，此時初始砷濃度為0.1mg/L的實(shí)驗(yàn)水樣，經(jīng)吸附后剩余砷濃度低于0.01mg/L。實(shí)驗(yàn)中加入Fe3+和Ca+有助于砷吸附效率的提高，而水中共存的HCO3-則會降低吸附效率。
　　錳礦對砷的吸附符合二級動力學(xué)吸附模型和Freundlich吸附等溫線模型。Mn-OH、α-FeOOH和α-Fe2O3為吸附的主要作用基團(tuán)，吸附類型屬于以形成內(nèi)層配位絡(luò)

3、合物為主的專性吸附。
　　以錳礦為原材料，采用高溫焙燒法制備磁性鐵錳復(fù)合物。由單因素實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，提純錳礦中錳離子的實(shí)驗(yàn)最佳條件為:原錳礦粉在700℃下焙燒2小時后制成焙燒礦粉，焙燒礦粉在酸礦比為1.05∶1，鐵礦比為0.14∶1，液固比為6∶1，浸出溫度為50℃，浸出時間為2小時，浸出率可達(dá)到92.63％。浸出液中鐵錳比為1∶1。以四氧化三鐵作為磁芯，向浸出液中加入三價鐵溶液使鐵錳比達(dá)到3∶1，經(jīng)由氫氧化鈉和次氯酸鈉的沉淀、氧化

4、反應(yīng)，合成磁性鐵錳復(fù)合物。
　　合成的磁性鐵錳復(fù)合物是一種無定型的物質(zhì)，具有Mn-OH、α-FeOOH、Fe-O等基團(tuán)。在室溫下，其具備對中高濃度砷實(shí)驗(yàn)水樣(0.01mg/L＜C＜0.04mg/L)的吸附能力，具體操作條件為:室溫下，吸附劑投加量為0.1g/L，溶液pH介于3至7，初始砷濃度為0.4mg/L的實(shí)驗(yàn)水樣，反應(yīng)后，砷濃度可降至0.01mg/L以下。
　　人工合成的磁性鐵錳復(fù)合物與天然錳礦相比較，磁性鐵錳復(fù)合物在提