磁黄铁矿处理模拟有色金属浮选废水中铅铬离子试验研究

论文摘要

本课题的研究目的是为了解决矿物法处理有色金属浮选废水时存在的不能同时降低pH值以及污泥量大、固液分离困难、不能重复利用等问题。课题以磁黄铁矿作为实验材料,人工模拟废水,系统地研究了磁黄铁矿处理有色金属浮选废水中铅、铬离子的性能及机理。实验对磁黄铁矿处理有色金属浮选废水中铅离子的影响因素进行了研究,结果表明:（1）天然磁黄铁矿具有同时降低废水pH值和去除铅离子的功能,适合于处理高浓度含铅废水,且具有处理速率高的特点;矿物投加量根据废水pH值而定,小粒径矿物有利于处理废水;废水中残余的有机药剂,有利于矿样对铅离子的去除:干扰电解质Ca2+对铅离子的去除影响不大。（2）磁黄铁矿的最佳焙烧条件为:焙烧温度400℃,焙烧时间50min,矿物的粒径61μm～74μm。（3）在最佳条件下焙烧后的矿样对有色金属浮选废水的处理能力比天然磁黄铁矿高;焙烧后矿样对废水的处理效果随各影响因素的变化趋势与天然磁黄铁矿类似。实验对磁黄铁矿处理有色金属浮选废水中Cr6+的影响因素进行了研究,结果表明:（1）天然磁黄铁矿可以直接处理含Cr6+碱性废水,但强酸性条件更有利于Cr6+的去除;磁黄铁矿对Cr6+的处理速率高;去除率随着矿样投加量的增加以及矿物粒径的减小而提高,但随着初始浓度的增高而降低;废水中残余的黄药及2号油有以及一定浓度的Ca2+利于磁黄铁矿对其中Cr6+的去除。（2）磁黄铁矿的最佳焙烧条件为:最佳焙烧条件为,焙烧温度400℃,焙烧时间50min,矿物粒径61μm～74μm,其中焙烧温度为主要影响因素。（3）焙烧后矿样的处理能力显著提高;焙烧后矿样对废水的处理效果随各影响因素的变化趋势与天然磁黄铁矿类似。实验对磁黄铁矿的重复利用进行了研究,结果表明:（1）天然矿物和焙烧矿物的损失率均较低,重复处理效果较好,具有较好的重复利用价值。（2）与膨润土相比,磁黄铁矿对废水中的悬浮物质具有絮凝沉降作用,固液分离速度快,污泥量少,后续处理成本低。通过XRD,XRF等测试结果以及实验现象的分析结果表明:在400℃,50min的焙烧改性条件下,磁黄铁矿生成FeSO4、Fe3O4等中间产物,这是处理效果显著提高的主要原因。焙烧矿样表层具有疏松多孔的特性,也是其处理能力显著提高的原因之一。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 有色金属浮选废水的产生及特征
• 1.1.1 有色金属浮选废水的产生
• 1.1.2 有色金属浮选废水的特征
• 1.1.3 浮选废水的复合污染
• 1.2 浮选废水的危害
• 1.3 选矿废水的处理现状
• 1.3.1 选矿废水处理的一般原则
• 1.3.2 有色金属选矿废水的处理现状
• 1.4 硫铁矿在水处理中的应用
• 1.5 本课题研究的目的、意义和内容
• 第2章 实验材料、设备和方法
• 2.1 实验材料及其准备
• 2.1.1 磁黄铁矿的矿物学特征
• 2.1.2 实验材料的准备
• 2.2 实验方法
• 2.2.1 废水的配制
• 2.2.2 实验操作及数据处理
• 2.2.3 测试方法
• 2.3 主要试剂和仪器
• 2.3.1 主要试剂
• 2.3.2 主要设备
• 第3章 磁黄铁矿对废水中铅离子的处理研究
• 3.1 天然磁黄铁矿对废水中铅离子的处理研究
• 3.1.1 废水初始pH值对处理效果的影响分析
• 3.1.2 磁黄铁矿投加量对处理效果的影响分析
• 3.1.3 初始浓度对处理效果的影响分析
• 3.1.4 反应时间对处理效果的影响分析
• 3.1.5 有机药剂对处理效果的影响分析
• 3.1.6 干扰电解质对处理效果的影响分析
• 3.1.7 矿物的粒径对处理效果的影响分析
• 3.2 磁黄铁矿的焙烧改性实验
• 3.2.1 焙烧温度对处理效果的影响分析
• 3.2.2 焙烧时间对处理效果的影响分析
• 3.2.3 粒径对焙烧后矿样的处理效果的影响分析
• 3.3 焙烧后的矿样对处理效果的影响因素分析
• 3.3.1 焙烧后矿样在不同pH值条件下的处理效果分析
• 3.3.2 焙烧矿样的投加量对处理效果的影响分析
• 3.3.3 初始浓度对焙烧后矿样的处理效果的影响分析
• 3.3.4 反应时间对处理效果的影响分析
• 3.3.5 有机药剂对处理效果的影响
• 3.3.6 离子强度对处理效果的影响分析
• 3.4 本章小结
• 6+的处理研究'>第4章 磁黄铁矿对选矿废水中Cr⁶⁺的处理研究
• 6+选矿废水的处理研究'>4.1 天然磁黄铁矿对含Cr⁶⁺选矿废水的处理研究
• 4.1.1 初始pH值的影响分析
• 4.1.2 矿样投加量对处理效果的影响分析
• 4.1.3 反应时间对处理效果的影响分析
• 4.1.4 初始浓度对处理效果的影响
• 4.1.5 矿物粒径对处理效果的影响分析
• 4.1.6 有机药剂对处理效果的影响分析
• 4.1.7 干扰电解质对处理效果的影响分析
• 4.2 磁黄铁矿的焙烧改性实验
• 4.2.1 焙烧温度对处理效果的影响分析
• 4.2.2 焙烧时间对处理效果的影响分析
• 4.2.3 不同粒径矿物焙烧后对处理效果的影响分析
• 4.2.4 磁黄铁矿的焙烧改性正交实验
• 4.3 焙烧后矿样对处理效果的影响分析
• 4.3.1 不同pH值对处理效果的影响
• 4.3.2 反应时间对焙烧矿样的处理效果影响分析
• 4.3.3 焙烧后矿样的用量对处理效果的影响分析
• 4.3.4 废水初始浓度对处理效果的影响分析
• 4.3.5 有机药剂对焙烧后矿样的处理效果的影响分析
• 4.3.6 干扰电解质强度对焙烧后矿样的处理效果的影响分析
• 4.4 本章小结
• 第5章 磁黄铁矿的重复利用及与膨润土的处理效果的比较
• 5.1 磁黄铁矿的重复利用研究
• 6+废水的重复利用研究'>5.1.1 矿样处理含Cr⁶⁺废水的重复利用研究
• 5.1.2 矿样处理含铅碱性废水的重复利用研究
• 5.2 磁黄铁矿对模拟实际废水的处理研究及与膨润土处理效果的比较
• 5.2.1 模拟废水的配制
• 5.2.2 磁黄铁矿和膨润土处理效果的比较
• 5.2.3 磁黄铁矿在选矿废水处理中的优越性分析
• 5.3 小结
• 第6章 机理探讨
• 6+废水的机理研究'>6.1 天然磁黄铁矿处理含铅离子和Cr⁶⁺废水的机理研究
• 6.1.1 天然磁黄铁矿处理碱性废水中铅离子的机理研究
• 6+的机理研究'>6.1.2 天然磁黄铁矿处理碱性废水中Cr⁶⁺的机理研究
• 6+废水的机理研究'>6.2 焙烧矿样处理含铅离子、Cr⁶⁺废水的机理研究
• 6.2.1 焙烧矿样的XRD和XRF分析
• 6.2.2 结合实验现象和结果探讨反应机理
• 6.2.3 从焙烧后矿样的结构探讨反应机理
• 6.3 矿样的絮凝机理
• 第7章 结论与展望
• 7.1 结论
• 7.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 附录:硕士研究生期间发表的论文及参加的项目