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有色金属选矿-冶炼过程中产生的废水中往往含有大量重金属离子及其化合物,对环境造成极大危害,迫切需要开发高效的处理方法控制冶炼废水中的重金属污染。膨润土是一种天然粘土矿物,价格低廉,储备量大,吸附性能好,通过活化或载入改性剂对膨润土改性可提高其吸附性能,在处理重金属废水方面具有潜力。研发出可吸附去除多种重金属的实用高效吸附材料及处理工艺,对含重金属的选矿-冶炼废水的治理具有重要意义。本论文首先采用硫酸酸化、高温焙烧和微波活化三种不同改性方法对膨润土进行改性,以重金属Cd和Pb为去除目标,研究改性方法对膨润土(ModifiedBentonite,MB)吸附重金属效果的影响,筛选出实验条件下最佳的改性方法。在此基础上,考察吸附条件对改性膨润土去除选矿废水重金属的影响。为了加速膨润土的沉淀分离,进一步提高吸附效果,采用微波改性膨润土和聚丙烯酰胺(PAM)联合工艺去除选矿废水中的重金属,优化其工艺参数。采用X射线衍射、红外光谱和扫描电镜等方法测定膨润土的层间结构和表面性质来探讨其吸附机制。本论文研究主要取得了以下研究结果:(1)与原土相比,微波改性和高温焙烧改性提高了膨润土的吸附性能。微波活化7min的改性膨润土投加量为20g/L,在最优条件下(溶液pH为8,吸附时间为40min)Cd2+和Pb2+的去除率分别可达99.2%和95.3%;450℃焙烧40min的膨润土投加量为20g/L,在最优条件下(溶液pH为9,吸附时间为40min)Cd2+和Pb2+的去除率分别可达99.8%和99.9%。微波改性和高温焙烧改性的能耗成本分别约为0.1和8.8元/kg土。综合考虑,微波活化改性膨润土处理含重金属废水更具应用前景。(2)在处理实际冶炼废水时,微波改性膨润土在投加量为25g/L,pH值为8,吸附时间为50min时,对Mn、Zn、Cd和Pb的去除率分别达到了88.8%、92.6%、89.6%和94.3%,但仍未达《铅、锌工业污染物排放标准》(GB25466-2010)。(3)当微波改性膨润土投加量为25g/L,PAM投加量为2mg/L,pH值为8,吸附时间为50min时,对冶炼废水中的Mn、Zn、Cd和Pb的去除率分别可以达到98.9%、99.6%、99.7%和98.3%,处理后能达到《铅、锌工业污染物排放标准》(GB25466-2010);采用微波改性膨润土吸附与PAM混凝联用处理后,膨润土的沉降性能优于单独使用微波改性膨润土吸附处理。(4)微波改性膨润土对Cd2+、Pb2+的等温吸附过程符合Langmuir方程,内扩散较液膜扩散对微波改性膨润土吸附Cd2+、Pb2+速率的控制作用要大。通过对微波改性膨润土吸附重金属离子前后的物相进行XRD、FT-IR和SEM分析,实验结果显示,微波改性膨润土的吸附作用除了离子交换作用还有表面吸附以及晶层间的吸附。