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改性及固定化赤泥去除矿山废水中Mn(Ⅱ)的应用及机理研究

2021-11-03陈丽苹李勇超任伯帜

化学工业与工程 2021年5期
关键词:沸石改性

陈丽苹,李勇超,黄 河,徐 政,任伯帜

(湖南科技大学土木工程学院,湖南 湘潭 411201)

Mn(Ⅱ)对神经系统有毒性作用,长期接触锰会导致失调、痴呆、焦虑,因此我国规定饮用水中锰的含量控制在0.1 mg·L-1以下[1],目前人为活动造成了严重的锰污染,特别是采矿业,造成大量的锰矿排水,其不仅含有高浓度的溶解锰,而且还呈酸性[2],研究表明天然矿物质[3]、农业和工业废物[4]和生物吸附剂[5]可以去除水中Mn(Ⅱ),然而这些吸附剂的改性是一个相对复杂的过程,考虑到含锰量高的酸性锰矿废水排放量巨大,寻找低成本吸附剂是相关研究的重点。

本研究研究了改性赤泥和固定化赤泥对酸性矿山废水中Mn(Ⅱ)的吸附性能,具体包括:1)制备不同改性赤泥并对制备的吸附剂进行表征;2)对比研究未改性赤泥和改性样品对Mn(Ⅱ)的吸附性能;3)考察动态条件下固定化赤泥对Mn(Ⅱ)去除特性;4)探讨并提出赤泥对Mn(Ⅱ)去除机制。

1 材料和方法

1.1 制备改性赤泥吸附剂

赤泥原料是从山东滨州某氧化铝精炼厂获得,可通过60目筛的赤泥被标记为未改性赤泥。将10 g未改性赤泥均匀分散于1 000 mL去离子水中,机械搅拌20 min,加入0.5 mol·L-1三氯化铁使混合悬浮液的pH值降至7.0,并放置24 h,离心用去离子水冲洗,在80 ℃下干燥12 h,所得固体样品用玛瑙磨成细粉,称为Fe(Ⅲ)改性赤泥[12]。将10 g未改性赤泥放置马弗炉中于800 ℃煅烧10 min,冷却后取出磨成细粉,所得样品为热处理赤泥[13,15]。将10 g未改性赤泥放入水热反应器中,与30 mL浓度为3 mol·L-1HCl溶液混合,水热反应1 h,回收所得固体称为酸活化赤泥[14]。

1.2 样品表征

通过D8 Advance 型X射线衍射仪(XRD,德国Bruker公司)测试样品化学成分及物质组成;……

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