球形海绵铁的制备及其除镉性能研究

论文摘要

随着对含镉矿物开发利用日趋广泛,大量含镉废弃物排放到环境中,给生态环境和人类健康带来了严重威胁。本文利用直接还原工艺制备了球形海绵铁,并通过静态和动态实验考察了木炭、T1和T2温度下H2还原海绵铁的除镉效果。论文的主要研究内容及结论包括:木炭还原制备球形海绵铁及其除镉性能研究:利用铁精粉作为原料,经造球、氧化焙烧、木炭直接还原等制备了具有一定粒径和强度的球形海绵铁;溶液初始pH值对海绵铁除镉率影响显著,pH值低于3时,海绵铁除镉率较低、速率较慢,pH值大于3时,除镉率较高、除镉速率很快;固液比较低（1:20）时,镉的去除效率较低;固液比较高（1:5和1:10）时,镉的去除率可以保持在较高水平;木炭还原海绵铁粒径对镉去除率影响较小;溶液初始镉浓度升高,木炭还原球形海绵铁的除镉率逐渐降低,除镉量逐渐增加;在动态实验中,海绵铁填充柱表现出良好的透水性,不发生粉化和板结现象,与静态实验相比,除镉率较低,单位质量海绵铁除镉量也有所降低;综合来看,木炭还原海绵铁除镉过程为一级动力学反应。H2还原制备球形海绵铁及其除镉性能研究:利用H2作为还原剂同样可制备具有一定粒径和强度的球形海绵铁;溶液初始pH值小于3时,T1和T2温度下H2还原海绵铁的除镉率、除镉速率常数都高于木炭还原海绵铁的除镉率和还原速率常数,因此利用H2还原海绵铁除镉的效果更好;溶液初始pH值高于3时,1h内三种海绵铁的除镉都能达到很好的效果,H2还原海绵铁除镉速率常数略低于木炭还原海绵铁除镉速率常数,因此利用木炭还原海绵铁除镉的效果更好。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 引言
• 1 文献综述
• 1.1 环境中镉污染的现状
• 1.2 镉污染的来源
• 1.2.1 工业“三废”的排放
• 1.2.2 含镉肥料的施用
• 1.3 镉污染的危害
• 1.3.1 镉污染对植物生长的危害
• 1.3.2 镉污染对人类健康的影响
• 1.4 镉污染的治理措施
• 1.4.1 污染水体中镉的去除
• 1.4.2 土壤的镉的污染治理与修复方法
• 1.5 零价铁处理水污染的研究进展
• 1.5.1 零价铁的去污机理
• 1.5.2 零价铁处理废水污染物的研究进展
• 1.5.3 海绵铁处理废水的研究
• 2 木炭还原制备球形海绵铁及其除镉性能研究
• 2.1 实验内容与方法
• 2.1.1 实验试剂与材料
• 2.1.2 实验设备与仪器
• 2.1.3 实验方法
• 2.2 实验结果与讨论
• 2.2.1 球形海绵铁表观特性
• 2.2.2 振荡时间对 Cd 去除效率的影响
• 2.2.3 溶液初始 PH 值对 Cd 去除效率的影响
• 2.2.4 海绵铁加入量对 Cd 去除率的影响
• 2.2.5 海绵铁粒径对 Cd 去除效率的影响
• 2.2.6 初始污染浓度对 Cd 去除效率的影响
• 2.3 动态实验
• 2.3.1 动态实验方法
• 2.3.2 动态实验结果
• 2.4 海绵铁除镉动力学分析
• 2.4.1 动力学分析方法
• 2.4.2 动力学分析
• 2.5 小结
• 3 氢气还原制备球形海绵铁及其除镉性能研究
• 3.1 实验方法
• 3.1.1 实验设备与材料
• 3.1.2 实验方法
• 3.2 实验结果与讨论
• 1温度下H₂还原的海绵铁的除镉实验'>3.2.1 T₁温度下H₂还原的海绵铁的除镉实验
• 2温度下H₂还原海绵铁的除镉实验'>3.2.2 T₂温度下H₂还原海绵铁的除镉实验
• 2还原海绵铁与木炭还原海绵铁除镉效率比较'>3.2.3 H₂还原海绵铁与木炭还原海绵铁除镉效率比较
• 3.3 小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢
• 导师简介
• 作者简介
• 学位论文数据集