蛇纹石负载羟基磷灰石对矿区地下水中氟、铁和锰的动态吸附性能

针对矿区地下水中氟、铁、锰污染超标问题,利用湿法化学共沉淀法制备蛇纹石负载羟基磷灰石(Srp/HAP)复合吸附剂,通过动态吸附试验,研究Srp/HAP对F^-,Fe²⁺,Mn²⁺的同步吸附性能,考察吸附床高度、流速及进水质量浓度对穿透过程的影响。采用Adams-Bohart,Thomas模型拟合和SEM,EDS,XRD,BET,FT-IR等微观表征,分析Srp/HAP对F^-,Fe²⁺,Mn²⁺的吸附机理。结果表明,制备的Srp/HAP复合吸附剂颗粒紧实,既有Srp表面的片状卷曲结构,又解决了HAP表面团聚问题,负载后颗粒的比表面积、孔容均有明显增加,具有较好的表面孔隙结构,有利于氟、铁、锰的同步吸附去除。吸附柱吸附总量随床柱传质区高度的增加和3种离子初始质量浓度的升高而增加;在进水流速为4 m L/min时动态柱对离子的动态吸附容量最高,流速过大和过小都不利于复合吸附剂的动态吸附;在吸附剂填充高度15 cm,进水流速为4 m L/min时,动态柱对初始质量浓...     

响应曲面法优化含氟矿井水处理及除氟机理研究

地表水或地下水流经富氟岩石易导致水中氟超标。水中氟超标易导致地方性氟中毒、生态环境的破坏,制约水资源综合利用。基于研制的一种高效除氟药剂,通过响应曲面分析中的Box-Behnken设计除氟试验,优化了pH值、除氟药剂投加量和快速搅拌时间对除氟效果的影响,并通过X射线光电子能谱(XPS)、X射线粉末衍射(XRD)、傅里叶红外光谱(FT-IR)等分析手段对除氟药剂及处理后产生的污泥进行表征分析,探讨了除氟药剂去除氟离子的机理。试验结果表明:最佳除氟条件为pH值6.11,药剂投加量4.15 mL,快速搅拌时间10.90 min,此时可使F-从初始的20 mg/L降至0.453 mg/L,与模型预测的0.445 mg/L基本吻合。除氟机理为,药剂在含氟矿井水中形成铁铝硅氧的多核多羟基络合物,通过氟离子与羟基发生交换、取代羟基,将氟离子固定在多核多羟基络合物中,形成铝硅氧四面体结构的氟化物,实现除氟效果。对比现用的羟基磷灰石吸附为主体的处理工艺,本研究制备的除氟药剂具有处理工艺简单、处理效果稳定、处理成本低等优点。     

中和铁盐法处理高砷酸性废水的响应曲面优化研究

采用响应曲面法中心组合设计对中和铁盐法处理高砷酸性废水工艺过程进行设计并分析了稀释倍数、铁砷摩尔比、pH值及其交互作用对滤液砷含量的影响,建立了关于滤液砷含量的数学模型。方差分析表明,铁砷摩尔比、pH值对滤液砷含量有较显著影响,建立的数学模型拟合度良好,获得优化工艺参数为稀释倍数1.3、铁砷摩尔比为4、pH值为4,实际值与模型预测值相差0.02%,经处理后废水中砷含量为0.35 mg/L。结果表明模型预测结果可靠有效,应用响应曲面法优化得到中和铁盐法处理高砷废水工艺条件合理可行。     

采用响应曲面法优化蓝晶石浮选试验

本文针对河北邢台卫鲁地区蓝晶石选矿流程中强磁选后的非磁性产品进行粗选试验研究。在单因素条件试验的基础上,根据Box-Behnken原理,建立了响应值精矿品位及精矿回收率与三个主要影响因素之间的回归方程,探索了最佳的药剂用量。在最佳浮选工艺条件下,即矿浆浓度25%,十二胺盐酸盐用量45 g/t,抑制剂淀粉用量380 g/t的条件下,预测精矿品位为39.46%,精矿回收率为66.53%。验证试验与预测值的相对误差均为0.02%,与模型预测值吻合度较高。证明了二者之间的高度相关性,说明该预测模型在本试验的研究范围内是有效、合理的。     

响应曲面法优化低品位铁尾矿负载壳聚糖处理含Cd2+废水实验

这是一篇矿物材料与环境工程领域的论文。本文以含镉废水为研究对象,采用低品位铁尾矿负载壳聚糖作为吸附剂,对比了低品位铁尾矿负载壳聚糖前后对Cd²⁺的吸附效果,结果表明,复合吸附剂的吸附效果优于低品位铁尾矿吸附剂;同时采用Box-Behnken Design（BBD）响应曲面法设计实验,以镉离子吸附率（Q）作为响应值,通过考查初始pH值(A)、吸附剂加入量(B)和吸附时间(C)三个影响因素对低品位铁尾矿负载壳聚糖吸附除镉的单独和交互作用,建立了低品位铁尾矿负载壳聚糖与镉离子影响因素的非线性二次多元回归预测模型：Q=86.16+14.68×A+5.21×B+1.36×C−1.98×A×B−1.54×A×C−0.46×B×C−6.75×A²+0.12×B²+1.25C²,并获得了较佳优化的吸附实验条件。结果表明,复合吸附剂对Cd²⁺吸附率影响因子的主次顺序为初始pH值>吸附剂加入量>吸附时间。当初始pH值为8.00,吸附剂加入量25.00 g/L,吸附时间15 min,初始Cd²⁺浓度为30 mg/L,吸附温度为25 ℃左右的较佳条件下,得到Cd²⁺较大吸附率的预测值为99.33%,实验值为99.16%,实验值与预测值基本一致,说明该模型用于Cd²⁺吸附优化模型合理,其优化条件可行。     

响应曲面法优化细粒氧化铜矿浸出工艺

本文以某细粒难选氧化铜矿为研究对象,目的矿物为孔雀石,主要脉石为硅酸盐矿物。因细粒氧化铜矿物颗粒与气泡的碰撞概率较低,硫化浮选法难以将其有效回收,对其进行了硫酸浸铜试验。为了获得最优条件及最佳浸出率,借助响应曲面法对其进行了工艺优化:首先使用Design-expert10.0软件中的Box-Behnken模块设计实验方案,根据试验数据建立二次回归方程模型并进行方差分析;根据所得模型等高线及响应曲面图,分析各因素间交互作用对铜浸出率的影响;通过该软件优化分析,得到该浸出试验的最优参数并进行验证试验。模型得到的最优试验条件为:硫酸质量浓度175g/L,液固体积质量比为3.5,浸出时间为120min。在此条件下进行验证试验,得到铜浸出率为88.43%的理想指标,模型可信度高,试验设计合理,此优化工艺可作为生产中的应用参考。     

胶磷矿脱镁试验的响应曲面法优化研究

云南某中低品位硅镁质胶磷矿嵌布粒度较细,属于微细粒胶磷矿.其有用矿物主要为氟磷灰石,与白云石连生,连生体含量为２６．２３％.开展单因素试验分析了 pH 值、六偏磷酸钠用量和皂化脂肪酸用量对脱镁的影响,并利用响应曲面法优化脱镁条件.单因素试验结果表明,六偏磷酸钠和pH 值对磷精矿 P２O５ 品位和回收率的影响较为显著,而皂化脂肪酸在试验用量范围内对磷精矿的指标影响较小.响应曲面法得到的最佳条件为 pH 值 ５．８４,六偏磷酸钠用量２．７１kg/t,皂化脂肪酸用量０．８７kg/t.在该条件下,试验获得磷精 矿 P２O５ 品 位 为 ２６．４７％,回 收 率 为 ８７．９５％,杂 质MgO 含量为０．５４％的良好指标,与优化预测结果基本一致,证明了响应曲面法预测模型的可靠性和准确性.     

响应曲面法优化青藏高原某铜矿浮选工艺研究

针对青藏高原某铜矿现场药剂制度的缺陷,在单因素试验的基础上,建立响应曲面数学模型,寻求新型捕收剂 XK-103 在该矿应用的最佳条件及与其他因素对指标的交互影响。矿浆 pH 值、调整剂硫化钠用量和捕收剂 XK-103 用量对该铜矿浮选指标有显著影响,经单因素条件试验,初步确定矿浆 pH 值为 9,硫化钠用量为 250 g/t,XK-103 用量为 28 g/t 时,铜浮选指标最佳。用 Design-Expert 8.0.6 软件进行响应曲面分析优化和方差分析计算,以矿浆 pH 值、XK-103 用量和硫化钠用量为自变量,铜粗精矿的回收率和品位为响应值建立数学模型,获得的最佳浮选条件为 pH=9.11,XK-103 用量 27.64 g/t,硫化钠用量 234.04 g/t,在此条件下,铜粗精矿的铜回收率计算响应结果为94.67%,铜品位响应结果为 17.10%。根据响应曲面结果,选取 pH 值为 9,硫化钠用量为 235 g/t,XK-103 用量为27.60 g/t 进行闭路试验验证,结果表明,在原矿铜品位为 1.28% 的条件下,经 1 粗 1 精 2 扫的闭路流程试验获得了铜品位为 29.53%,铜回收率为 95.21% 的铜精矿。     

响应曲面法优化银阳极泥氯化提金工艺

以银阳极泥为原料,研究氯化提金的工艺。通过选定氯化剂用量、液固比和酸度3个因素的3水平进行中心组合试验,建立金浸出率的二次回归方程。通过响应面分析得出银阳极泥氯化提金的优化条件。     

响应曲面法优化高硅铁尾矿制备硅肥试验

为解决铁尾矿堆积造成的环境污染问题,以高硅铁尾矿为原料,在氢氧化钠、含钙活化剂SF混合碱液条件下进行水热-碱溶反应制作硅肥。采用Box-Behnken设计的响应曲面法建立相关模型进行优化试验,探究反应温度(A)、反应时间(B)、m(SF)/m（原矿）(C)、m(Na OH)/m(SF)(D)对硅肥中有效硅含量的影响。结果表明,各因素对有效硅含量的显著作用大小为：B> D> A> C,各因素交互作用的显著性大小为：AD> CD> AC> BC。在温度为169.83℃、反应时间为2.54 h、m(SF)/m(原矿)为0.98、m(Na OH)/m(SF)为0.77的条件下,有效硅含量达到31.01%。该方法加工温度低、反应时间短、制备工艺简单,能够挖掘铁尾矿的潜在利用价值。     

响应曲面法优化含锌尘泥选择性浸出工艺

本文利用稀硫酸作为浸出剂,进行了从含锌尘泥中选择性浸出实验研究.采用SEM、XRD及EDS表征含锌尘泥原料以及浸出渣的结构和形貌,揭示锌选择性浸出行为.根据Box-Behnken实验设计原理,采用响应曲面法建立硫酸浓度、浸出时间、液固比及三者之间交互作用对锌浸出率影响的多元回归方程,对实验结果进行了ANOVA分析.在硫酸浓度为0.42 mol/L,液固比为7∶1、浸出时间为25.29 min,此条件下模型预测锌的浸出率达到95.58％.     

响应曲面法优化褐铁矿精矿回收率工艺参数的研究

针对老挝某难选褐铁矿,采用“还原焙烧-弱磁选”工艺流程选铁,首先进行了原矿还原焙烧单因素试验,研究了焙烧温度、焙烧时间和碳粉用量对精矿品位及回收率的影响,结果表明,原矿经充分还原焙烧后磁选,铁精矿铁品位均达到61%以上。在单因素试验基础上,借助响应曲面法建立模型设计实验方案,对还原焙烧工艺参数进行优化,探讨三因素交互作用对精矿回收率的影响,得到优化后的还原焙烧工艺条件为:焙烧温度873 ℃、焙烧时间75 min和碳粉用量2 g(相对50 g原矿),在优化条件下进行验证试验,精矿回收率达到91.99%。验证试验结果表明,实际试验值与优化预测结果相差1.09%,该试验模型可信度较高。     

基于响应曲面法煤矿粉尘浓度测量装置优化研究

为提高基于静电感应原理测量粉尘浓度的感应电荷量,在入口直径一定的条件下,以收缩段长度、喉道段长度、喉道段直径和扩散段长度为设计变量,以感应电荷量为响应变量,研究使感应电荷量最大值时的测量装置结构,利用流体力学软件Fluent6.3对不同结构尺寸的测量装置内部流场进行数值模拟,并基于响应曲面法、利用统计软件Design-Expert,得到了测量装置的喉道段直径和喉道段长度对感应电荷量有显著影响,并得出使感应电荷量最大值的测量装置的结构尺寸;分析了不同粒径的粉尘对改进前测量装置感应电荷量的影响:粒径小时感应电荷量小;分析了不同粒径的粉尘对改进后测量装置的影响:粒径不同,得出的最优的测量装置结构尺寸也不同;通过对比分析,不同粒径的粉尘,改进后的测量装置感应电荷量均提高15%以上,并且在粒径小时改进效果更明显。     

微波干燥白钨精矿响应曲面法优化工艺研究

开展了白钨精矿的微波干燥新工艺研究,考察了微波干燥温度、干燥时间以及物料质量三因素对相对脱水率的影响。在条件试验的基础上以白钨精矿相对脱水率为响应值,采用响应曲面组合设计对工艺参数进行优化。所得优化工艺条件为:物料温度92℃,微波干燥时间174 s,物料质量135 g,白钨精矿的相对脱水率达到82.4%,验证试验实际值与预测值比较接近,可靠性较高。优化试验结果表明,与常规电加热干燥相比,微波干燥时间缩短了97.5%,基于响应曲面法的优化设计对工艺参数具有较好的优化和预测,微波干燥白钨精矿新工艺合理可行,对矿物的微波干燥工艺推广具有一定的参考价值。     

响应曲面法优化赤铁矿絮凝体浮选行为研究

采用淀粉为絮凝剂对平均粒径为8 μm的赤铁矿纯矿物进行絮凝,形成平均粒径36.17 μm、絮凝体密度2.89g/cm3、絮凝体孔隙率49.12％、分形维数为1.90的絮凝体.根据Box-Behnken实验设计原理,采用响应曲面法建立pH值、捕收剂油酸钠用量、搅拌转速及三者之间交互作用对赤铁矿絮凝体回收率影响的多元回归方程,对实验结果进行了 ANOVA分析.在矿浆pH为7.76,油酸钠用量为132.22 mg/L,搅拌转速为1844 r/min,此条件下模型预测絮凝体回收率达到93.65％.通过赤铁矿浮选条件探究,得出其对絮凝体浮选的作用规律,为指导实践生产应用提供理论支撑.     

基于响应曲面法的方铅矿表面改性参数优化

方铅矿的高效选择性抑制是铅多金属硫化矿浮选领域亟待解决的问题之一。本文采用硫酸对方铅矿进行表面改性使其可浮性降低而实现选择性抑制。针对方铅矿纯矿物,采用表面改性试验结合浮选试验,研究并确定了表面改性的主要影响因素和最佳条件。在试验研究基础上,采用响应曲面法对方铅矿表面改性的参数条件进行了优化,建立了主要参数,如硫酸浓度、改性温度、改性时间及三因素之间的交互作用对方铅矿可浮性影响的多元回归方程,预测数据分析结果表明,优化后的表面最佳改性条件为硫酸浓度2.10mol/L,改性温度91.08℃,改性时间24.75min,此时方铅矿的回收率仅为3.52%,实现了高效抑制。预测结果与验证试验结果一致,表明所选模型具有良好的预测性能。     

响应曲面法优化废旧铅酸蓄电池铅膏脱硫工艺研究

以碳酸钠为脱硫转化剂,运用响应曲面法(RSM-response surface method)统计分析和研究了转化剂(Na_2CO_3)浓度、转化温度、转化时间、液固比等参数对废旧铅酸蓄电池中铅膏脱硫转化的影响。采用扫描电镜-能谱仪(SEM-EDS)、X射线衍射分析仪(XRD)对铅膏脱硫前后的结构和形貌进行了表征。结果表明,脱硫前铅膏中存在大量硫酸铅和铅的氧化物,脱硫后铅主要以碱式碳酸铅形式存在,铅膏变为疏松多孔的团状聚集物,氧化物含量基本不变。铅膏脱硫最佳条件为:转化剂浓度1.75mol/L、转化温度55℃、转化时间61min、液固比7.99∶1。铅膏脱硫效率最大为98.46%,与模型预测值的相对误差仅为1.12%,表明所选模型具有良好的预测性能。     

响应曲面法优化高灰难选煤泥浮选试验研究

以开滦地区某高灰难选煤泥为研究对象,采用Box-Behnken响应曲面法对煤泥浮选工艺参数进行优化。选取捕收剂用量、起泡剂用量、磨矿细度作为三个主要影响因子,利用Design Expert 8.0软件对数据进行分析计算,拟合得到二次回归方程。结果表明:起泡剂用量对浮选精煤产率、灰分的影响最为显著,响应曲面法优化的最优浮选条件为磨矿细度-0.075mm 80.76%、捕收剂煤油用量200g/t、起泡剂仲辛醇用量231.76g/t,该条件下获得精煤浮选产率87.13%,灰分12.44%的分选指标,浮选试验结果与预测值基本吻合,表明模型准确,优化方案可信。