稀土負(fù)載粉煤灰吸附劑的制備及其對(duì)地下水中氟的去除研究.pdf

1、地下水含氟高是導(dǎo)致地方性氟中毒的主要原因。我國(guó)地下水含氟高的省份主要分布在內(nèi)蒙古、山西、甘肅等地區(qū)，尤其是內(nèi)蒙古地區(qū)，幅員遼闊，含有豐富的礦產(chǎn)資源，在使用和開(kāi)采的過(guò)程中，造成了不同程度的氟污染。我囝規(guī)定飲用水中氟的濃度為低于1.0mg/L。針對(duì)地下水的氟污染，吸附法是一種經(jīng)濟(jì)有效的方法。為開(kāi)發(fā)我區(qū)的稀土資源及固體廢物粉煤灰的綜合利用，實(shí)現(xiàn)以廢治廢，本文中，研制了一種新型的吸附劑——稀土負(fù)載粉煤灰吸附劑，用于地下水除氟。全文的研究主要包括

2、四個(gè)部分：
　　 第一部分，研究了鈰負(fù)載粉煤灰吸附劑的制備過(guò)程及條件。通過(guò)試驗(yàn)，得到了制備該吸附劑的步驟：清沈—篩分—酸改性—浸漬—過(guò)濾—焙燒—研磨?？疾炝怂岣男詣舛?、浸漬液pH值、鈰離子濃度、焙燒溫度和振蕩反應(yīng)時(shí)間等條件對(duì)吸附劑除氟效率的影響。結(jié)果表明：在pH為8～10，接觸反應(yīng)時(shí)間為16h，焙燒溫度為400℃，鈰離子濃度為0.2g/L，改性酸濃度為6mol/L時(shí)得到的吸附劑，顯示了較強(qiáng)的除氟能力。
　　 第二部分，

3、研究了吸附劑除氟的吸附條件及性能。影響吸附劑吸附條件的主要因素有吸附質(zhì)的初始濃度、投加量、溶液pH值、振蕩反應(yīng)時(shí)間、共存離子的干擾等，通過(guò)試驗(yàn)確定了最佳吸附條件。鹽度和硬度對(duì)吸附劑除氟過(guò)程沒(méi)有影響。溶液中存在的砷酸根和磷酸根，與氟離子在吸附劑的吸附位上存在強(qiáng)烈的競(jìng)爭(zhēng)吸附。在相同條件下，對(duì)比了原狀粉煤灰、酸改性粉煤灰和稀土負(fù)載粉煤灰吸附劑和活性炭的除氟效率，稀土負(fù)載粉煤灰吸附劑的除氟效率達(dá)到了94%，而活性炭的去除效率只有36%。

4、　　 第三部分，主要進(jìn)行了吸附劑除氟的熱力學(xué)、動(dòng)力學(xué)、柱吸附研究、解析實(shí)驗(yàn)以及溶出實(shí)驗(yàn)研究。結(jié)果顯示，吸附劑的吸附能力隨溫度的升高而增大。Langmuir等溫式擬合得到的理論平衡吸附量更接近于試驗(yàn)結(jié)果，線性相關(guān)系數(shù)也明顯好于Freundlich等溫式。吸附劑除氟的動(dòng)力學(xué)行為可用Lagergren二級(jí)速率方程描述。經(jīng)計(jì)算得到了熱力學(xué)函數(shù)△G°，△H°和△S°的值。在柱吸附研究中，運(yùn)用Thomas模型和Yoon-Nelson模型預(yù)測(cè)了本實(shí)

5、驗(yàn)的穿透曲線，并得到了其柱吸附量分別為40.47mg/g，40.33mg/g。在進(jìn)行解析試驗(yàn)的過(guò)程中，達(dá)到95%的解析量所需要的時(shí)間為30min。通過(guò)吸附劑的溶出試驗(yàn)，研究了Pb2+、Cr6+、Cd2+和Cu2+在水中的溶出量。溶出液(在中性條件下)中Pb2+、Cr6+的含量低于儀器的檢測(cè)限，Cd2+、Cu2+分別為0.00655 mg/L和0.56243 mg/L，遠(yuǎn)低于國(guó)家飲用水標(biāo)準(zhǔn)限值。因此，該吸附劑用于地下水除氟是安全的。