离子交换—石灰中和法处理本溪铀矿尾矿废水的研究

论文摘要

本文研究了D263B树脂对铀的吸附性能和吸附机理；并采用D263B树脂吸附-石灰中和法处理本溪铀矿（即753矿）矿尾矿库废水。通过对多种树脂的交换容量和吸附速率比较，选取大孔型强碱性阴离子交换树脂D263B作为吸附材料。静态吸附实验表明：树脂对铀离子的吸附平衡时间为150min，平衡吸附容量达35.23mg·g-1；D263B的吸附容量随着铀初始浓度的增大以及温度的升高而增大；吸附容量受pH影响较小；采用NaCl溶液可解吸D263B上吸附的铀，D263B的洗脱性能和重复利用性能良好。动态吸附实验结果表明随着铀浓度、流速的增加，穿透速度加快，树脂利用率下降。动态解吸实验中，在NaCl溶液体积一定的条件下，解吸率随着NaCl浓度的增加和溶液流速的降低而增加。研究了D263B的吸附动力学、等温吸附机理和吸附热力学，探讨了其对铀的吸附机理。D263B对铀吸附可能是由液膜扩散、颗粒扩散和化学反应共同控制的，吸附反应近似于一级反应；D263B的等温吸附能较好地符合Langmuir模型，为单分子层吸附；吸附过程的ΔH>0，ΔG<0，证明D263B对铀的吸附为自发的吸热反应。采用D263B树脂回收753矿尾矿库废水中铀，再用石灰中和去除的吸附尾液的重金属离子。研究了石灰用量、搅拌时间对Mn2+和U去除率的影响。结果表明，搅拌时间大于10min，pH大于11时，废水中的Mn2+可降到排放标准以下。扩大实验中，采用不同的流量处理尾矿废水，数据表明，采用D263B吸附-石灰中和工艺处理753矿，废水均可以达标排放。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 文献综述
• 1.1 引言
• 1.2 重金属废水处理技术研究现状及发展趋势
• 1.2.1 重金属废水污染的来源
• 1.2.2 化学法
• 1.2.3 物理化学法
• 1.2.4 生物法
• 1.3 含铀废水的处理技术及研究进展
• 1.3.1 含铀废水的来源与危害
• 1.3.2 含铀废水的处理技术
• 1.3.3 离子交换法处理含铀废水研究进展
• 1.4 含锰废水的处理技术及研究进展
• l.4.1 含锰废水的来源与危害
• 1.4.2 含锰废水治理技术的发展及研究现状
• 1.5 论文研究思想
• 1.5.1 论文研究目的与意义
• 1.5.2 主要研究内容
• 第二章 D263B 树脂对铀酰离子的吸附性能研究
• 2.1 实验材料与仪器
• 2.2 实验方法
• 2.2.1 离子交换树脂的预处理
• 2.2.2 静态吸附实验方法
• 2.2.3 动态吸附实验方法
• 2.2.4 铀的浓度的测定方法
• 2.2.5 Mn2+的浓度的测定方法
• 2.3 静态吸附实验
• 2.3.1 树脂筛选实验
• 2.3.2 pH 对 D263B 吸附性能的影响
• 2.3.3 铀初始浓度对 D263B 吸附性能的影响
• 2.3.4 吸附温度对 D263B 吸附性能的影响
• 2.4 树脂的再生性能
• 2.4.1 静态脱附实验
• 2.4.2 洗脱时间对洗脱率的影响
• 2.4.3 NaCl 浓度对洗脱率的影响
• 2.4.4 循环利用性能
• 2.5 动态吸附实验
• 2.5.1 接触时间对穿透曲线的影响
• 2.5.2 初始浓度对穿透曲线的影响
• 2.5.3 动态解吸实验
• 2.6 本章小结
• 第三章 D263B 树脂吸附铀的机理
• 3.1 吸附动力学
• 3.1.1 吸附过程控制理论
• 3.1.2 吸附动力学控制模型
• 3.1.3 反应级数的确定
• 3.2 等温吸附模型
• 3.2.1 等温吸附理论
• 3.2.2 Langmuir 等温吸附模型
• 3.2.3 Freundlich 等温吸附模型
• 3.3 吸附热力学
• 3.4 总结
• 第四章 753 矿尾矿库废水的处理实验
• 4.1 废水的特征及工艺设想
• 4.1.1 尾矿废水的特征分析
• 4.1.2 废水的处理工艺设想
• 4.2 石灰中和实验
• 4.2.1 实验原理
• 4.2.2 实验仪器和试剂
• 2+去除率的影响'>4.2.3 石灰用量对 Mn²⁺去除率的影响
• 2+去除率的影响'>4.2.4 搅拌时间对 Mn²⁺去除率的影响
• 4.2.5 澄清高度与澄清时间的关系
• 4.3 扩大试验
• 4.3.1 离子交换塔吸附效果
• 4.3.2 中和除 Mn 效果
• 4.3.3 工艺流程及参数
• 4.4 总结
• 第五章 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表论文目录
• 致谢