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随着现代工业技术的发展,水体中Ni2+、Cu2+等重金属离子的浓度日渐超过水体自净能力,水体污染情况越来越严重。用矿物材料作为吸附剂去除重金属离子具有吸附量大、去除效果好、成本低廉、操作工艺及设备简单和能循环利用等优点。麦饭石是无毒害的硅酸盐岩类复合矿物,麦饭石的化学组成和多孔结构特征使其具有一定的吸附性能。但是,麦饭石的成分、结构和形貌等因素会影响其吸附性能。为此,本论文用X射线荧光光谱法(XRF)、电感耦合等离子发射光谱法(ICP-OES)、X射线衍射法(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、激光粒度分布仪分析了麦饭石的化学成分、结构和形貌;以麦饭石用量、重金属离子初始浓度、静态接触吸附时间为变量设计了正交试验,依次探讨未改性麦饭石对水中重金属Ni2+、Cu2+吸附性能研究中变量的影响;对麦饭石分别进行粒度改性、酸化改性、钙化改性和热处理改性制备研究,探讨了粒度改性,酸化改性的硫酸浓度、用量和改性时间,钙化改性的氯化钙浓度、用量和改性时间,及热处理改性温度和时间等工艺参数对水中重金属Ni2+、Cu2+吸附性能的影响。这为进一步提高麦饭石对重金属离子污染水质的吸附净化作用提供了一种思路和方法。本论文得到的主要结论如下:1.麦饭石的主要化学成分及含量为:w(SiO2)=69.70%、w(Al2O3)=18.07%、w(Na2O)=6.06%、w(K2O)=2.52%和w(CaO)=2.12%;麦饭石的主要矿物相为石英和钙钠长石;麦饭石具有多孔结构特征;麦饭石的小粒径和多孔结构适于作为净化水质的吸附材料。2.麦饭石用量为20 g,重金属Ni2+、Cu2+溶液初始浓度为50 mg/L,静态接触吸附时间为24 h时,未改性麦饭石对水中重金属Ni2+、Cu2+的吸附率最好,其吸附率分别为64.20%、67.12%。3.200目及以上粒度时麦饭石对水中Ni2+、Cu2+的吸附率分别为78.97%、81.05%,是40~200目粒度改性梯度中吸附表现最好的麦饭石粒度;4.麦饭石酸化改性制备中硫酸浓度为2.5 mol/L,用量为50 m L,改性时间为0.5 h时,酸化改性麦饭石对水中重金属Ni2+、Cu2+的吸附率较好,分别为83.94%、86.87%;5.钙化改性麦饭石制备及吸附性能研究的实验中,当氯化钙浓度为2.5 mol/L,溶液用量为180 m L,改性时间为2.5 h,对水中Ni2+、Cu2+的吸附率为86.85%和88.01%;6.麦饭石热处理改性在温度为250℃,时间为2.5 h的优化制备条件下,热处理改性麦饭石对水中Ni2+、Cu2+吸附率的结果以91.07%、92.31%为最好。7.由麦饭石酸化、钙化及热处理改性三种化学改性制备对水中Ni2+、Cu2+吸附效果的平行对比可知,热处理改性麦饭石对Ni2+、Cu2+吸附效果更好,吸附率达到91.07%、92.31%。热改性麦饭石与未改性麦饭石对水中Ni2+、Cu2+的吸附率相比,分别提高了41.85%和37.53%。