【摘 要】
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作为钛铁矿、菱锌矿、钨矿等金属浮选中常用的高效捕收剂,苯甲羟肟酸（Benzohydroxamic acid,BHA）是选矿废水中的主要有机污染物之一。与传统的羟基自由基（OH·）相比,活化过硫酸盐产生的硫酸根自由基（SO4-·）具有持续时间长、氧化性强、利用效率高、适用p H范围广泛等显著优势。本文以BHA为研究对象,研究了热活化过硫酸盐和微波活化过硫酸盐对苯甲羟肟酸的降解效率,探明了温度、微波功
【基金项目】
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国家自然科学基金（51408277）； 江西理工大学清江青年英才支持项目（JXUSTQJYX2016003）；
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作为钛铁矿、菱锌矿、钨矿等金属浮选中常用的高效捕收剂,苯甲羟肟酸（Benzohydroxamic acid,BHA）是选矿废水中的主要有机污染物之一。与传统的羟基自由基（OH·）相比,活化过硫酸盐产生的硫酸根自由基（SO4-·）具有持续时间长、氧化性强、利用效率高、适用p H范围广泛等显著优势。本文以BHA为研究对象,研究了热活化过硫酸盐和微波活化过硫酸盐对苯甲羟肟酸的降解效率,探明了温度、微波功率、初始p H值、共存阴离子和共存阳离子对活化过硫酸盐降解BHA效率的影响,并通过自由基捕获实验和矿化分析确定了两种活化过硫酸盐对BHA的降解机制及矿化效率。主要结论如下:1.在热活化过硫酸盐体系中,热活化过硫酸盐对BHA的降解效率与反应温度及过硫酸盐投加量呈正相关,反应速率常数与过硫酸盐浓度间的线性相关系数R~2＞0.999。但与BHA初始浓度为负相关,强酸性和碱性条件都能促进体系内BHA的降解,p H为3和11时反应速率常数分别为0.0259 min-1和0.0304,均大于废水原始p H下的反应速率常数。选矿废水共存阴离子中Cl-和NO3-的存在对热活化过硫酸钾降解BHA的效率有显著抑制作用,但HCO3-和Si O32-的存在对于BHA的降解具有较强的促进作用,促进作用Si O32-＞HCO3-;共存阳离子中具有一定氧化性的Cu2+和Fe2+通过促进热活化过硫酸盐分解生成过硫酸根自由基,进而促进了BHA的降解效率。2.在微波活化过硫酸盐体系中,微波活化过硫酸盐对BHA降解效率与微波功率和过硫酸盐投加量为显著正相关关系,但与BHA初始浓度为显著负相关关系,微波活化过硫酸盐强酸性和碱性条件均对BHA具有良好的降解效率。选矿废水共存阴离子中HCO3-、Si O32-、SO42-和Cl-的存在对微波活化过硫酸钾降解BHA的效率有促进作用,NO3-的存在对于BHA的降解具有抑制作用;共存阳离子中具有一定氧化性的Cu2+和Fe2+通过促进微波活化过硫酸盐分解生成过硫酸根自由基,进而促进了BHA的降解效率。3.自由基捕获实验证实了反应体系中共同存在SO4-·和OH·,热活化和微波活化过硫酸钾在强酸性条件下起作用的主要是SO4-·而在碱性条件下OH·和SO4-·共同作用,过硫酸盐最终转化为硫酸盐。在苯甲羟肟酸降解过程中,有机碳矿化率较低,中间产物仅检测出苯甲酸;氮元素矿化率较高,主要转化为NO3-和NO2-。绿豆芽生长的毒理性实验表明经热活化过硫酸盐处理后苯甲羟肟酸废水的生物毒性显著降低。研究结果说明了热/微波活化过硫酸盐处理选矿废水中残留苯甲羟肟酸的有效性,并对其他有机选矿药剂的处理提供技术支持。
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