氧化铜尾矿与牛粪的改性及其对水溶液中磷和染料的去除

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吸附法在水污染控制中有很重要的地位,在吸附法处理废水中,使用吸附性能好而廉价的吸附剂是目前研究的重要方向。  氧化铜尾矿是铜矿在浮选过程中产生的矿业废弃物,尾矿中含有的金属硫化物,在自然条件下很容易被氧化,形成氧化尾矿。本论文的第一部分以氧化铜尾矿作为原材料,利用其含有铁氧化物的特点,考察其对水溶液中磷的吸附能力。结果显示,氧化铜尾矿对水溶液中磷有很好的吸附能力,pH值为4时,氧化铜尾矿颗粒对初始浓度为10mg.L-1的水溶液中磷的去除率都大于99%。尾矿对磷的吸附等温过程可以通过Langmuir方程进行描述,对磷的最大吸附量在溶液pH值为4时达到最高,为3.89mg.g-1,吸附动力学过程符合准二级动力学模型,溶液的初始浓度、初始pH、氧化铜尾矿颗粒量、颗粒直径以及搅拌速度对吸附速度均有一定程度影响。为增强氧化铜尾矿对磷的吸附性能,本研究还通过物理方法与化学方法对氧化铜尾矿进行改性,分别用不同浓度的酸、碱溶液以及双氧水浸泡氧化铜尾矿,以及高温灼烧氧化铜尾矿,其中改性效果最好的是400℃高温,改性后氧化铜尾矿对磷的最大吸附量有很大幅度增加,而其他改性方法对氧化铜尾矿的吸附性能的影响比较复杂。  论文的第二部分考察了以牛粪和氧化铜尾矿作为原材料,通过化学方法处理形成新的吸附材料,分别探讨了氧化铜尾矿、改性牛粪-树脂颗粒以及改性牛粪+氧化铜尾矿-树脂颗粒对水溶液中染料的吸附性能。试验结果显示,三种颗粒中改性牛粪-树脂颗粒对孔雀绿吸附效果最佳。改性牛粪+氧化铜尾矿-树脂颗粒对水溶液中孔雀绿的吸附过程符合Langmuir方程,能够有效的去除水溶液中孔雀绿,其中颗粒直径为1-2mm的改性牛粪-树脂颗粒的最大吸附量达到185.19mg.g-1,该颗粒对孔雀绿的吸附动力学过程符合颗粒扩散模型,改变染料溶液的初始浓度、颗粒量、颗粒直径以及搅拌速度对吸附过程有一定的影响。氧化铜尾矿对孔雀绿的吸附符合Langmuir方程,改性牛粪+氧化铜尾矿-树脂颗粒对孔雀绿的吸附则符合Freundlich方程,动力学过程符合准二级动力学模型,试验条件同样对动力学过程产生影响。三种颗粒对酸性品红的吸附过程都符合Freundlich过程。氧化铜尾矿和牛粪在去除水溶液中某些污染物中有广泛的应用前途。
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