吴婉滢:赤泥不同组分特征及其处理含铀废水的机理研究论文

吴婉滢:赤泥不同组分特征及其处理含铀废水的机理研究论文

本文主要研究内容

作者吴婉滢(2019)在《赤泥不同组分特征及其处理含铀废水的机理研究》一文中研究指出:含铀废水具有高毒高放的危险特性,释放到环境中不利于人类的生存健康,因此本研究主要关注于开发氧化铝生产过程的固体废弃物——赤泥作为酸性含铀废水的潜在应急材料。赤泥的物理化学分析结果表明,赤泥对处理酸性金属废水存在不良性能,因此研究利用硝酸盐类酸性试剂对赤泥进行了改性,所得改性赤泥对U(VI)的处理能力稍有上升。为了进一步了解赤泥金属组分间的相互作用如何影响材料的铀处理能力,研究根据赤泥组分进一步合成了相似的合成材料用作比对。根据对合成材料中各组分的影响作用研究,确定固定化改良方案对赤泥的处理铀能力进行改善。此外,研究还利用SEM、XRD、FTIR等表征手段对各材料的性能进行探究。在对赤泥的初步性能探究中,分别考察了赤泥的固体pH、比表面积、孔隙分布特性和组成特点。原始赤泥对U(VI)的吸附容量有限,仅为1.32 mg/g。而后,利用硝酸、硝酸铁和硝酸铝分别制备了硝酸脱碱赤泥(DRM)、硝酸铁脱碱赤泥(FRM)和硝酸铝脱碱赤泥(ARM),能对低、中、高浓度范围的酸性含铀溶液的特定处理能力,其中DRM、ARM和FRM的饱和吸附容量分别为1.24 mg/g,12.74 mg/g和32.92 mg/g。通过SEM分析可知,改性后赤泥材料表面形成了疏松状形貌,而在处理酸性含铀溶液后改性赤泥材料均出现了颗粒变小、组分分散的现象。当含铀溶液体系的溶液pH上升至5.5以上,赤泥中所含碳酸钙成分将对赤泥的铀处理能力起到抑制作用。据赤泥组分铁铝硅钙锰合成材料的实验结果可知,含铁模拟赤泥合成材料(FOA)在投入酸性废水中会展现出吸附容量波动的处理现象,反之,含铝模拟赤泥合成材料(AOA)波动不明显。结合对材料的表征结果可以知道,含铁铝硅模拟赤泥合成材料(AFSOA)具备了多孔骨架结构,而含铁铝硅钙模拟赤泥合成材料(AFSCOA)在骨架上形成孔封闭。由AFSOA和AFSCOA系列材料的准二级动力学的线型回归方程拟合结果可得,合成材料中钙组分的存在会随着合成材料铁铝比的增加而逐渐展现出对材料整体较大的吸附抑制特性,在铁铝比达50:1时,钙组分的存在对赤泥的吸附抑制达到最小值;AFSOA和AFSCOA系列材料分别在80 min和120 min时表现出42.58 mg/g和18.10mg/g的饱和模拟吸附容量。与此同时,合成的含锰组分合成材料则大多数表现出了更优良的抗溶出性能和吸附容量,含铁铝硅锰模拟赤泥合成材料(AFSMOA)能在60 min内达到反应平衡,其吸附容量达29.04 mg/g。在对赤泥进行固定化改良实验中,分别选取了煅烧固定化和鳌合固定化改良方式。从材料表征结果可知,煅烧改良后的赤泥材料比原赤泥的比表面积增加约一倍。当煅烧温度为600°C、含铀初始含铀溶液浓度为250 mg/L时,600°C碳煅烧赤泥(C-RM-600)和600°C铁碳煅烧赤泥(FeC-RM-600)的饱和吸附容量分别可达48.85 mg/g和59.45mg/g。虽然煅烧固定赤泥能有效对赤泥的处理能力进行提高,并能抑制短时间(5 h)内材料吸附容量波动的问题,但煅烧改良赤泥在长时间(24 h)的反应中仍然存在吸附容量稍有下降的不良性状。从两种鳌合改良赤泥的吸附行为中可知,经过鳌合改良后的赤泥在反应时间条件延长为24 h、反应温度为55°C时也能表现出吸附稳定性较佳的性能。当反应时间为60 min时,螯合剂EGTA处理赤泥(ET-RM)和螯合剂PESA处理赤泥(PT-RM)的反应平衡容量分别达38.54 mg/g和28.30 mg/g。改变EGTA螯合剂加入的比例制备ET-RM系列处理材料,当螯合剂与赤泥比值为1:20时,螯合改良ET-RM赤泥可以在含铀初始溶液浓度为200 mg/L时达到吸附容量46.64 mg/g的吸附饱和状态。通过对赤泥及其改性材料、合成材料、改良赤泥的研究,本文分别展示了赤泥中铁铝钙组分对赤泥整体处理能力、吸附行为和形貌表征的影响,并建立了赤泥处理酸性含铀废水的初步机理。赤泥处理含铀溶液具有处理潜力大、速度快、以废治废等优点,能为有效处理水中含铀污染物和赤泥综合利用的工程问题提供一定的理论基础。

Abstract

han you fei shui ju you gao du gao fang de wei xian te xing ,shi fang dao huan jing zhong bu li yu ren lei de sheng cun jian kang ,yin ci ben yan jiu zhu yao guan zhu yu kai fa yang hua lv sheng chan guo cheng de gu ti fei qi wu ——chi ni zuo wei suan xing han you fei shui de qian zai ying ji cai liao 。chi ni de wu li hua xue fen xi jie guo biao ming ,chi ni dui chu li suan xing jin shu fei shui cun zai bu liang xing neng ,yin ci yan jiu li yong xiao suan yan lei suan xing shi ji dui chi ni jin hang le gai xing ,suo de gai xing chi ni dui U(VI)de chu li neng li shao you shang sheng 。wei le jin yi bu le jie chi ni jin shu zu fen jian de xiang hu zuo yong ru he ying xiang cai liao de you chu li neng li ,yan jiu gen ju chi ni zu fen jin yi bu ge cheng le xiang shi de ge cheng cai liao yong zuo bi dui 。gen ju dui ge cheng cai liao zhong ge zu fen de ying xiang zuo yong yan jiu ,que ding gu ding hua gai liang fang an dui chi ni de chu li you neng li jin hang gai shan 。ci wai ,yan jiu hai li yong SEM、XRD、FTIRdeng biao zheng shou duan dui ge cai liao de xing neng jin hang tan jiu 。zai dui chi ni de chu bu xing neng tan jiu zhong ,fen bie kao cha le chi ni de gu ti pH、bi biao mian ji 、kong xi fen bu te xing he zu cheng te dian 。yuan shi chi ni dui U(VI)de xi fu rong liang you xian ,jin wei 1.32 mg/g。er hou ,li yong xiao suan 、xiao suan tie he xiao suan lv fen bie zhi bei le xiao suan tuo jian chi ni (DRM)、xiao suan tie tuo jian chi ni (FRM)he xiao suan lv tuo jian chi ni (ARM),neng dui di 、zhong 、gao nong du fan wei de suan xing han you rong ye de te ding chu li neng li ,ji zhong DRM、ARMhe FRMde bao he xi fu rong liang fen bie wei 1.24 mg/g,12.74 mg/ghe 32.92 mg/g。tong guo SEMfen xi ke zhi ,gai xing hou chi ni cai liao biao mian xing cheng le shu song zhuang xing mao ,er zai chu li suan xing han you rong ye hou gai xing chi ni cai liao jun chu xian le ke li bian xiao 、zu fen fen san de xian xiang 。dang han you rong ye ti ji de rong ye pHshang sheng zhi 5.5yi shang ,chi ni zhong suo han tan suan gai cheng fen jiang dui chi ni de you chu li neng li qi dao yi zhi zuo yong 。ju chi ni zu fen tie lv gui gai meng ge cheng cai liao de shi yan jie guo ke zhi ,han tie mo ni chi ni ge cheng cai liao (FOA)zai tou ru suan xing fei shui zhong hui zhan xian chu xi fu rong liang bo dong de chu li xian xiang ,fan zhi ,han lv mo ni chi ni ge cheng cai liao (AOA)bo dong bu ming xian 。jie ge dui cai liao de biao zheng jie guo ke yi zhi dao ,han tie lv gui mo ni chi ni ge cheng cai liao (AFSOA)ju bei le duo kong gu jia jie gou ,er han tie lv gui gai mo ni chi ni ge cheng cai liao (AFSCOA)zai gu jia shang xing cheng kong feng bi 。you AFSOAhe AFSCOAji lie cai liao de zhun er ji dong li xue de xian xing hui gui fang cheng ni ge jie guo ke de ,ge cheng cai liao zhong gai zu fen de cun zai hui sui zhao ge cheng cai liao tie lv bi de zeng jia er zhu jian zhan xian chu dui cai liao zheng ti jiao da de xi fu yi zhi te xing ,zai tie lv bi da 50:1shi ,gai zu fen de cun zai dui chi ni de xi fu yi zhi da dao zui xiao zhi ;AFSOAhe AFSCOAji lie cai liao fen bie zai 80 minhe 120 minshi biao xian chu 42.58 mg/ghe 18.10mg/gde bao he mo ni xi fu rong liang 。yu ci tong shi ,ge cheng de han meng zu fen ge cheng cai liao ze da duo shu biao xian chu le geng you liang de kang rong chu xing neng he xi fu rong liang ,han tie lv gui meng mo ni chi ni ge cheng cai liao (AFSMOA)neng zai 60 minnei da dao fan ying ping heng ,ji xi fu rong liang da 29.04 mg/g。zai dui chi ni jin hang gu ding hua gai liang shi yan zhong ,fen bie shua qu le duan shao gu ding hua he ao ge gu ding hua gai liang fang shi 。cong cai liao biao zheng jie guo ke zhi ,duan shao gai liang hou de chi ni cai liao bi yuan chi ni de bi biao mian ji zeng jia yao yi bei 。dang duan shao wen du wei 600°C、han you chu shi han you rong ye nong du wei 250 mg/Lshi ,600°Ctan duan shao chi ni (C-RM-600)he 600°Ctie tan duan shao chi ni (FeC-RM-600)de bao he xi fu rong liang fen bie ke da 48.85 mg/ghe 59.45mg/g。sui ran duan shao gu ding chi ni neng you xiao dui chi ni de chu li neng li jin hang di gao ,bing neng yi zhi duan shi jian (5 h)nei cai liao xi fu rong liang bo dong de wen ti ,dan duan shao gai liang chi ni zai chang shi jian (24 h)de fan ying zhong reng ran cun zai xi fu rong liang shao you xia jiang de bu liang xing zhuang 。cong liang chong ao ge gai liang chi ni de xi fu hang wei zhong ke zhi ,jing guo ao ge gai liang hou de chi ni zai fan ying shi jian tiao jian yan chang wei 24 h、fan ying wen du wei 55°Cshi ye neng biao xian chu xi fu wen ding xing jiao jia de xing neng 。dang fan ying shi jian wei 60 minshi ,ao ge ji EGTAchu li chi ni (ET-RM)he ao ge ji PESAchu li chi ni (PT-RM)de fan ying ping heng rong liang fen bie da 38.54 mg/ghe 28.30 mg/g。gai bian EGTAao ge ji jia ru de bi li zhi bei ET-RMji lie chu li cai liao ,dang ao ge ji yu chi ni bi zhi wei 1:20shi ,ao ge gai liang ET-RMchi ni ke yi zai han you chu shi rong ye nong du wei 200 mg/Lshi da dao xi fu rong liang 46.64 mg/gde xi fu bao he zhuang tai 。tong guo dui chi ni ji ji gai xing cai liao 、ge cheng cai liao 、gai liang chi ni de yan jiu ,ben wen fen bie zhan shi le chi ni zhong tie lv gai zu fen dui chi ni zheng ti chu li neng li 、xi fu hang wei he xing mao biao zheng de ying xiang ,bing jian li le chi ni chu li suan xing han you fei shui de chu bu ji li 。chi ni chu li han you rong ye ju you chu li qian li da 、su du kuai 、yi fei zhi fei deng you dian ,neng wei you xiao chu li shui zhong han you wu ran wu he chi ni zeng ge li yong de gong cheng wen ti di gong yi ding de li lun ji chu 。

论文参考文献

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  • 论文详细介绍

    论文作者分别是来自广州大学的吴婉滢,发表于刊物广州大学2019-10-11论文,是一篇关于赤泥论文,吸附剂论文,组分特征论文,机理研究论文,广州大学2019-10-11论文的文章。本文可供学术参考使用,各位学者可以免费参考阅读下载,文章观点不代表本站观点,资料来自广州大学2019-10-11论文网站,若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权,请联系我们删除。

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