剪切强化络合-超滤技术处理含锰废水

在络合-超滤过程中引入旋转盘强化过滤过程处理含锰废水,选择马来酸-丙烯酸共聚物(PMA)作为络合剂,主要探究了PMA和Mn(Ⅱ)形成络合物PMA-Mn的剪切稳定性。实验结果表明,pH=6、P/M(络合剂/金属离子质量浓度比)=12为PMA与Mn(Ⅱ)的最佳络合条件,此时Mn(Ⅱ)截留率高达99.1%; pH=4、5、6时,PMA-Mn络合物分别在800、1 200、1 400 r/min临界转速下发生解络,对应的临界剪切速率分别为5.32×10⁴、1.10×10⁵和1.47×10⁵ s^-1; 通过剪切诱导解络,可高效再生PMA。     

用植物多糖作还原剂处理含铬钴废水的研究

使用一种含有多糖的植物MK 作还原剂, 用MK 还原-NaOH 沉淀法处理含有Cr⁶⁺、Cr³⁺和Co²⁺等金属离子的工业废水, 采用最陡坡法安排试验, 得到最佳工艺参数为:MK 的加入量为Cr⁶⁺质量的6.0 倍、溶液pH =8.6 ～ 9.0、还原反应搅拌时间30 min、沉淀反应搅拌时间10 min 。处理结果表明, 处理后水中ω(Cr)=0.45 mg/L, ω(Co)=0.05 mg/L, 达到排放要求。     

改性木屑对镉铬混合离子的吸附研究

以木屑为原料,经环氧氯丙烷交联,通过与丙烯酰胺接枝,制备出木屑丙烯酰胺接枝黄原酸盐（SCX-g-AM）。用SCX-g-AM处理Cd²⁺和Cr³⁺的混合模拟废水,在Cd²⁺和Cr³⁺浓度均为10 mg/L时,其最适宜的吸附条件为投加量3.33 g/L、pH=7、温度25 ℃、吸附时间30 min,此时Cd²⁺和Cr³⁺的去除率均达95%以上。试验结果能很好地符合准二级动力学模型。     

剪切解络-超滤分离金属关键指标预测与验证

根据剪切解络-超滤过程中金属离子的动态浓度关系和质量守恒定律,采用CodeBlocks17.12软件编写程序,建立了剪切解络-超滤工艺关键指标预测模型,实现了金属离子浓度、回收率、体积稀释倍数等指标的预测,并用实验加以验证。依次在转速800 r/min、1 400 r/min、3 000 r/min下回收模拟废水中43 μg/L的Co²⁺、995 μg/L的Ni²⁺和88 μg/L的La³⁺,3种金属的回收率均达99.8%以上时,超滤过程体积稀释倍数的预测值分别为7.0、7.5、5.75,实验值分别为7.5、7.25、6.25,可见预测值与实验值基本一致。本模型对研究方案制定和调整有实际指导意义。     

金属离子对滑石浮选行为的影响及机理研究

滑石常存在于硫化矿中影响硫化矿浮选精矿的质量。为了解金属离子对滑石浮选行为的影响和作用机制,考察了Ca²⁺、Mg²⁺、Cu²⁺、Fe³⁺对滑石纯矿物浮选、滑石表面ζ电位及滑石与气泡之间诱导时间的影响。结果表明：Ca²⁺、Mg²⁺、Cu²⁺、Fe³⁺均可在滑石表面形成吸附;Ca²⁺对滑石可浮性影响不大;添加Mg²⁺后,当pH＞10时,滑石可浮性降低;添加Cu²⁺后,滑石在pH=4~10范围被抑制,并且在pH值为6左右时Cu²⁺对滑石抑制作用最强;Fe³⁺在pH=3~9的范围内能够抑制滑石,并且在pH值为7左右时对滑石抑制作用最强。溶液化学计算结果表明,溶液中的金属络合离子可以改变滑石的表面电位,而氢氧化物沉淀吸附在滑石表面会降低滑石的可浮性。静电作用能计算结果表明：当pH值低于氢氧化物的零电点时,金属离子形成的氢氧化物沉淀会特定地吸附于滑石表面,产生多相凝聚,导致滑石表面亲水性增强,可浮性降低;当pH值大于氢氧化物的零电点时,凝聚现象减弱,滑石表面疏水性增强,可浮性提高。试验结果对含滑石硫化矿中滑石的抑制和分离有一定的指导作用。     

稀土矿浮选中Ce3+对含钙脉石活化作用机理研究

通过单矿物浮选试验、红外光谱分析和Zeta电位测试等方法,研究了以辛基异羟肟酸为捕收剂浮选稀土时矿浆中Ce³⁺对含钙脉石矿物萤石及方解石的活化作用机理。浮选结果表明,当辛基异羟肟酸浓度为2.0×10^-4 mol/L、矿浆中Ce³⁺浓度小于1×10^-4 mol/L时,pH值在 6~10之间时,Ce³⁺对含钙矿物萤石及方解石有活化作用。机理分析结果表明,Ce³⁺吸附在含钙矿物萤石及方解石表面形成了活性位点,可与羟肟酸根离子产生络合吸附,生成稳定的五元环络合物,增大了羟肟酸在矿物表面的吸附能力,从而活化矿物。     

应用纳米气泡气浮应急修复重金属污染土壤

为了确定纳米气泡气浮快速修复重金属污染土壤的选别工艺，采用自制纳米气泡气浮装置为试验仪器，模拟含Cu²⁺、Zn²⁺、Pb²⁺、Cd²⁺、Ni²⁺和Cr³⁺等重金属离子溶液泄漏导致土壤重金属污染事件，考察了磨矿细度、pH值等参数对重金属脱除效率的影响。结果表明，当硫酸铵用量为30 kg/t、硫化钠用量为36 kg/t、丁基黄药用量为2 500 g/t、2#油用量为1 500 g/t、溶液pH值为8.0和浮选时间为60 min时，经过“1粗3扫”后，污染土壤中Cu²⁺、Cd²⁺、Ni²⁺、Pb²⁺、Zn²⁺和Cr³⁺的脱除率分别为90.08%、87.92%、85.95%、84.77%、78.85%和75.58%；获得泡沫产品中Cu²⁺、Zn²⁺、Pb²⁺、Cd²⁺、Ni²⁺和Cr³⁺含量分别为12.01×10⁴ mg/kg、11.72×10⁴ mg/kg、11.46×10⁴ mg/kg、11.30×10⁴ mg/kg、10.51×10⁴ mg/kg、10.08×10⁴ mg/kg，达到了硫化矿精矿质量要求，具有综合回收价值。研究获得的工艺流程对重金属污染土壤的应急修复具有指导意义。     

不同类型保水剂对Cd2+吸附的差异对比及应用研究

为了研究不同保水剂用于重金属污染修复的适用条件和最佳技术参数，对两种高分子保水剂聚丙烯酰胺(PAM)和聚丙烯酸盐(PAAS)对环境中Cd²⁺的吸附效果开展了试验研究。试验结果表明，反应时间和pH是影响PAM的Cd²⁺吸附效果的主要因素，最佳反应时间为0.5 h,最佳pH为7,而PAAS吸附镉的主要影响因素是PAAS的添加量和水分，最佳添加量是0.3 g/10 g,最佳水土比为10∶1;正交试验结果与单因素试验结果有些许差别，PAM正交试验的最佳吸附条件是：PAM用量为0.05 g/10 g, Cd²⁺的浓度为0.25 g/L,吸附时间为3 h; PAAS则是：PAAS用量为0.15 g/10 g, Cd²⁺的浓度为0.1 g/L,吸附时间为1 h; PAM比PAAS更适合应用于准东干旱矿区土壤重金属污染的治理，PAM的最佳用量为0.05 g/10 g。通过对比两种保水剂在不同环境中对Cd²⁺的吸附效果，认识了不同类型保水剂的作用性质，为干旱矿区重金属污染土壤的修复提供参考依据。     

2-膦酸丁烷-1,2,4-三羧酸用于稀土酸浸液络合沉淀除铝研究

采用2-膦酸丁烷-1,2,4-三羧酸(PBTCA)从离子吸附型稀土矿石浸出液中络合沉淀除铝,考察了PBTCA用量、溶液pH值、反应时间以及反应温度对铝离子分离效果的影响。结果表明,在PBTCA与Al3+物质的量比为1∶5、溶液pH=4.5、反应温度30 ℃、反应时间10 min条件下,Al³⁺沉淀率达98.39%,而稀土损失率仅5.39%,除铝效果较好。     

采煤机运动参数对块煤产量的影响

为了增加粉煤灰的反应活性,将原料粉煤灰（RFA）进行超细球磨得到超细粉煤灰(UFA),将超细粉煤灰与NaOH溶液反应后挤出成型烘干,得到超细粉煤灰基成型吸附剂(UFFA),通过XRD和SEM对其进行表征.研究了RFA,UFA和UFFA对Cr⁶⁺的吸附性能.结果表明：UFFA的吸附性能优于UFA,RFA最差; UFFA对Cr⁶⁺的吸附过程符合二级吸附动力学模型,吸附过程由颗粒内扩散过程控制.热力学研究表明：UFFA对Cr⁶⁺的吸附符合Langmuir吸附等温式;UFFA对Cr⁶⁺吸附热力学参数ΔG＜0,ΔH=－5.391 kJ/mol,表明吸附是自发放热过程.     

基于金属离子配位调控分子组装的淀粉废水磁分离净化技术基础研究

针对淀粉废水有机物含量高、难降解等特点, 提出了金属离子调控淀粉大分子结构-磁絮凝高效沉淀分离净化技术路线, 研究了不同金属离子与淀粉的配位组装行为及磁分离技术对淀粉废水的净化作用机制。结果表明: 金属离子与淀粉作用可形成金属离子-淀粉高分子络合沉淀物, 当铁离子、铝离子或铅离子用量分别为4.2 g/L、5.65 g/L和2.5 g/L时, COD去除率均可达90%;不同金属离子调控淀粉分离净化效率的顺序为: Fe³⁺=Pb²⁺>Al³⁺>Ca²⁺。沉降试验和粒度分析结果表明, 金属离子-淀粉颗粒粒度极细、部分呈胶态结构, 沉降分离效率很低;金属离子-淀粉颗粒可与磁性晶核发生异相凝聚形成具有磁性的核壳状包裹体, 在磁场中实现快速沉降分离。金属离子的配位调控分子组装和磁分离技术为高浓度淀粉废水的高效净化提供了新的解决方案。     

环境因素对硫化矿尾矿重金属溶出影响的模拟试验

以某铜矿山硫化矿尾矿为试样,采用静态浸泡方法,通过改变浸泡体系温度、上层溶液和矿样层高度、矿层截面积,以及向溶液表面充气和在体系中添加浮选药剂等,进行了环境因素对硫化矿尾矿库中Cu²⁺、Zn²⁺、Pb²⁺、Cr³⁺溶出之影响的模拟试验。通过试验得出以下推断：硫化矿尾矿库重金属离子溶出的危害在气温较高的南方比在北方严重,在夏季比在冬季严重;尾矿库内覆盖尾矿的积水深度或面积越大,越容易使重金属离子溶出;尾矿库中尾矿积存得越厚,Zn²⁺越容易溶出,而Pb²⁺、Cu²⁺、Cr³⁺则越不容易溶出;尾矿库积水表面发生较大扰动时,会加重重金属离子的溶出;浮选药剂影响尾矿库中重金属离子的溶出,但情况较为复杂。     

脉冲电絮凝处理含镉重金属废水

采用脉冲电絮凝方法处理含镉重金属废水, 考察了通电时间、pH值、离子强度、电流密度及占空比等因素对溶液中Cd²⁺去除效果的影响, 并结合相应的计算公式核算了相应的电耗和铝板消耗。实验结果表明, 在通电时间为60 min, 电流密度为10 mA/cm², 电导率为7.8 ms/cm, 占空比2.5, pH值7.82的条件下, Cd²⁺去除率达到了99.86%, 电耗和铝板消耗分别为0.832 kWh/m³和100.7 g/m³。     

超重力法制备高分散性镁铝水滑石及其对铀酰离子的吸附性能

以硝酸镁(Mg(NO₃)₂·6H₂O)和硝酸铝(Al(NO₃)₃·9H₂O)为原料、尿素(CO(NH₂)₂)为沉淀剂,利用超重力法制备了粒径分布均匀、高分散的片状微细镁铝水滑石。通过扫描电镜、X射线衍射仪及激光粒度分布仪对样品进行了分析表征,比较了传统水热合成法与超重力法制备镁铝水滑石的形貌和粒径分布,分析了镁铝水滑石微细颗粒间形成团聚的机理,考察了异丁醇共沸蒸馏干燥工艺对产品分散性的影响,并研究了制备的镁铝水滑石(Mg-Al-LDHs)对铀酰离子(UO₂²⁺)的吸附性能。结果表明,利用超重力法制备的微细Mg-Al-LDHs粒径分布均匀,为六方片状,粒径在1～2.5 μm之间; 使用非均相共沸蒸馏方法进行干燥,可有效防止Mg-Al-LDHs粉体团聚。在吸附时间120 min、UO₂²⁺初始浓度35 mg/L、吸附剂投加量0.01 g(废水体积30 mL)、pH=6、吸附温度50 ℃条件下,Mg-Al-LDHs对UO₂²⁺的饱和吸附量为118.57 mg/g。表明Mg-Al-LDHs对UO₂²⁺具有良好的吸附性能,是处理含铀废水的一种潜在吸附剂。     

氟离子在脱硫石膏表面的吸附转化行为及高浓度含氟废水净化技术

以烟气脱硫(FGD)石膏作为除氟剂,通过沉淀法去除高浓度含氟废水中的氟离子,并对FGD石膏除氟机理进行了探讨。单因素条件实验结果表明,在FGD石膏用量10.744 g/L、pH=7、反应时间30 min、反应温度25 ℃的最佳实验条件下,含氟废水的F^-浓度可从1500 mg/L降至89.13 mg/L,除氟率可达94.06%。溶液化学分析结果表明,当溶液pH=5~11时,溶液中Ca²⁺与F^-的浓度较高,而CaF₂的溶解度较小,FGD石膏在溶液中释放出的Ca²⁺与F^-结合生成难溶的CaF₂沉淀,从而将F^-从溶液中去除。XRD、SEM-EDS等结果表明,反应生成的难溶CaF₂以壳状形式均匀稳定地包裹在FGD石膏表面,从而实现高浓度含氟废水的净化。     

固定化生物活性炭技术处理模拟铅锌矿山酸性废水

从湖北大冶某铅锌矿选矿废水排水沟污泥中驯化筛选出1株能够有效吸附Zn²⁺、Pb²⁺并耐低pH值的菌株T1,经分子生物学鉴定,其为芬氏纤维微菌（Cellulosimicrobium funkei）。将T1按单菌种连续挂膜法固定在活性炭上,采用固定化生物活性炭（Immobilized Biological Activated Carbon,IBAC）技术处理pH=4、Pb²⁺含量为30 mg/L、Zn²⁺含量为100 mg/L的模拟铅锌矿山酸性废水,并与单纯活性炭吸附工艺进行对比,试验结果表明：IBAC工艺对模拟废水中Zn²⁺、Pb²⁺的7 d平均去除率分别达75.28%和74.16%,处理后废水的pH值提高至6.8~7.5;单纯活性炭吸附工艺虽然在处理模拟废水的开始阶段可取得高达96.80%和95.21%的Pb²⁺、Zn²⁺去除率,但80 h后Pb²⁺、Zn²⁺的去除率分别下降到只有9.65%和12.93%,而IBAC工艺的Pb²⁺、Zn²⁺去除率始终保持在68.27%~76.25%和71.27%~77.89%的较高水平。扫描电镜捡测结果显示：活性炭挂膜后颗粒表面被T1覆盖,变得更为粗糙,孔隙更多;T1呈纤维状,吸附Pb²⁺、Zn²⁺后体积膨胀,相互间黏结性更强。以上研究成果可为IBAC技术处理铅锌矿山酸性废水的工业化提供参考。     

絮凝沉降—臭氧氧化法处理硫化铜选矿废水试验

选矿厂废水排放量大,废水中固体悬浮物、浮选药剂、重金属离子等物质含量高,废水外排处理成本高且易造成二次污染,直接回用又影响浮选指标。因此,实现选矿废水的循环利用对节约有限的水资源,减少环境污染具有重要意义。模拟废水浮选试验结果表明:废水中的Al³⁺、Fe3³⁺对硫化铜矿浮选有显著抑制作用,Pb²⁺、Zn²⁺、Fe²⁺对硫化铜矿浮选影响较小;随着丁基黄药和Z-200浓度的增加,捕收剂对铜的选择性变差。采用絮凝—臭氧氧化工艺处理安徽某铜矿山选矿废水试验结果表明:聚丙烯酰胺对废水中的重金属离子及悬浮物具有显著的沉降效果;在整个pH期间,臭氧对丁基黄药去除效果显著,pH=8时,臭氧对Z-200去除效果最佳。采用絮凝沉降—臭氧氧化联合工艺处理后的选矿废水用于浮选试验,其浮选指标略低于清水浮选指标,远优于废水直接回用浮选指标。即应用此工艺处理硫化铜浮选总尾矿水,可有效降低水中不利组分的含量,实现水资源的高效利用。