磷灰石對水溶液中鎘離子的去除行為及其作用機(jī)理研究.pdf

1、本文在磷灰石晶體化學(xué)和熱力學(xué)研究基礎(chǔ)上,詳細(xì)研究了羥基磷灰石(Hap)和天然磷礦石(Nap)對水溶液中鎘離子的去除行為,對比研究了Hap在含鎘溶液和空白溶液中的溶解特性,對比分析了Hap除鎘行為和除鉛行為的差異,并運(yùn)用X射線粉晶衍射(XRD)、紅外光譜(FT-IR)、掃描電鏡-能譜(SEM-EDS)、綜合熱分析(DTA-TG)、原子力顯微鏡(AFM)、激光拉曼光譜(Raman)、X射線光電子能譜(XPS)等多種分析測試手段,重點(diǎn)討論了H

2、ap除鎘和除鉛的作用機(jī)理.Hap和Nap對水溶液中鎘離子都具有良好的去除效果,鎘離子的去除率與鎘離子初始濃度、磷灰石粒度、作用時(shí)間、pH值、磷灰石用量、溫度等條件密切相關(guān).通過正交實(shí)驗(yàn)分析可知,Hap去除鎘離子的理想工藝條件為:Hap用量5g/L、pH值為6、作用時(shí)間5min,當(dāng)鎘離子初始濃度小于10mg/L時(shí),處理后的含鎘水樣可達(dá)到污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)0.1mg/L(GB8978-1996),甚至生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)0.01mg/L(GB5

3、749-85).同時(shí),氟-羥替換磷灰石對鎘離子的去除效果隨F離子含量的增加而變差.在Nap中,宜昌磷礦石對鎘離子的去除效果最好,?？盗椎V石的去除效果最差,?？诰又?磷灰石除鎘行為和除鉛行為存在以下的幾點(diǎn)差異:磷灰石對鎘離子的去除率隨pH值增加而增加,而對于鉛離子則相反;在理想介質(zhì)環(huán)境中,鉛離子和鎘離子的表觀去除量分別為199.67mg鉛離子/gHap和45.87mg<,鎘離子>/g<,Hap>;改性處理后的Nap對鉛離子的去除具有明顯的

4、改善作用,使其在廣泛的pH條件下都能高效地去除鉛離子,而改性Nap對鎘離子去除卻沒有改善作用.Hap在含鎘溶液和空白溶液中的溶解特性是一致的;Hap的溶解強(qiáng)烈地依賴于pH值,在強(qiáng)酸條件下,Hap的溶解度最大,隨著pH值增加,溶解度迅速降低;Hap在含鎘溶液和空白溶液中溶磷量與溶鈣量的摩爾比均不等于1.67,即屬非化學(xué)計(jì)量比溶解;在廣泛的實(shí)驗(yàn)條件下,Hap在含鎘溶液中的溶鈣量均大于在空白溶液中的溶鈣量,而在含鎘溶液中的溶磷量均小于在空白溶