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几种新型含氰废水净化剂的研制
作者:管理员    发布于:2016-11-12 09:32:18    文字:【】【】【

  有原料易得,加工简单,成本低廉,实用简便和使用寿命长的优点。

  1实验部分1.1实验材料本实验所用天然膨润土采自内蒙兴和,红色高岭土采自海渤湾。

  1.2废水来源本实验所用含CIVT离子废水是由内蒙古矿产实验研究所提供氰化法提金的工业废水。其平均含氰量在300~400m/g. 1.3净化剂制备各种废水净化剂的制备步骤见表1.表1净化剂的制备方法编号吸附剂制备方法样品水溶液pH值原土钙基膨润土,经干烧粉碎,过6目筛7将60目膨润土,浸溃于硫酸或盐酸溶液中,在一定水浴温度下,加热搅拌一定时酸改性土间,抽滤去液,用蒸馏水将滤液洗至中性,于150下干燥,研磨至原粒度,得活性5-6盐改性土淋边搅拌,成团,置于密闭容器中,存放两天,后取出,再淋洒1H2S04少量,自4-5然晾干,研磨至原粒度。

  5复合改性土取活性白土,经盐改性土操作45 6篼岭土富含铁元素红色高岭土,经干燥粉碎,过60目筛6注:膨润土与酸溶液的固液比为M0;膨润土与盐溶液固液比为10:1 1.4污水的处理实验采用静态吸附实验。先用KCN固体配制成含CIVT离子浓度为4. 102mg/L,PH=12的溶液,作为要处理的含CIT污水参照液。称取一定量净化剂置于250ml磨口锥形瓶中,注入50ml待处理含CN离子溶液,混合均匀后测定并调节pH值,在HY一/KS型调速多用磁力搅拌器中以180r/min搅拌吸附一定时间,静置,取上清液测含err离子浓度。

  1.S分析测试双硫脲做指示剂)测定含err离子浓度。得到不同净化剂脱氰效果(表2)和净化剂用量与CN-离子去除率关系图(图l)c表2不同净化剂的脱氰效果编号CN吸附率“:(eCN/e净化剂)CN吸附率ti:其中分别为水样中氰离子的处理后的浓度和初始浓度为50ml废水所取用净化剂的用量。

  1.6絮凝剂的选用我们发现在用活性白土和含铁篼岭土做净水实验时,虽然它们能够对氰根起到较好的吸附作用,然而当土的用量减少到一定程度时,由于强碱性的KCN溶液与土的晶格充分接触后,产生的Al(OH)3胶体连同一些细小的土微粒悬浮在溶液中,很难沉降,当然也就造成了分离和排放的困难。所以可以采用一些絮凝剂,破坏胶体加速沉降。一种方法是加人少量铁盐,一般采用Fe3+为宜,由于铁盐本身可以与CN作用,所以少量铁盐的加人,不仅可以破坏胶体体系,沉降速度加快,同时还可以减少净水剂的用量可谓一举两得。

  我们对此进行了实验,具体做法如下:4g2净水剂处理200ml472mg/1的KCN溶液,溶液混浊,沉降不完全,溶液中仍有172mg/l游离CN离子。加人由0.lgFe2(S04)3XH20配成的溶液体系马上得以沉降完全,吸取上层清液测其含CN量为15IH/I.也即由于少量Fe3+的加人,净化剂的用量几乎减少了一倍。但这种方法的缺点在于铁离子是游离在水中,它与离子形成的铁氰化物只是被吸附在净水剂的表面,这样,溶液中,不可避免地要有少量铁氰化物,造成危害。促使体系胶体沉降的另一种方法为加人有机絮凝剂,如聚丙稀酰胺。具体做法:取其。的水溶液(胶状)2滴加人上述体系中,即使胶体迅速沉降,在溶液的下层形成胶冻状物而不易流动。(所以这种絮凝剂还可用于其它净水剂去污体系中)。

  2结果与讨论2.1膨润土的性质膨润土又名膨润岩,它主要由蒙脱石组成,根据蒙脱石所含可交换阳离子种类,含量和结晶化学的性质等可将膨润土划分为四类,即铝基膨润土,钙基膨润土、钠基膨润土和镁基膨润土t4.通常大量存在的是钙基膨润土,其成本也低,因而我们采用6目的钙基膨润土做实验。它的主要化学成分为SiOhALO和少量Fe、MgO、Fe203、Ca、Na20、K20、Ti02等,它的主要矿物是蒙脱石,蒙脱石的晶体结构属单斜晶系,是由两层Si―0四面体夹一层A1―O(OH)八面体组成,为典型的2:1型含水Mg,Al层状硅酸盐矿物。八面体中通常有Mg2Fe3+、Al3+等阳离子间进行类质同像置换,且四面体中,Si4 +部分为Al3+取代,这些低电价大半经的离子就充当了平衡硅氧四面体上负电荷的作用,且与结构单元层之间作用力较弱从而使层间阳离子有可交换性。同时由于在层间溶剂的作用下可以剥离,分离成更薄的单晶片,使膨润土具有较大的内表面积,这种带电性和较大的比表面积使其具有较强的吸附性。

  2.2酸溶液活化膨润土本实验通过选择合适的酸改性剂,及对酸改性温度、时间、浓度等因素与处理效果的关系进行讨论,分析了酸改性膨润土的机理,结果表明,经酸改性的膨润土的吸附性能比原土提高,采用盐酸改性的吸附剂不如用硫酸改性效果好;在一定温度范围内,酸改性温度对吸附剂处理废水效果影响不大;在一定范围内,随着酸浓度的增加,处理后的膨润土对含CN废水的去除率增强,当酸度达0. 5ml/l后吸附能力随酸度增大基本无变化。

  经0.5mol/1H2S04在90下处理6小时后的膨润土对含C1T废水的去除率达60对酸溶液改性膨润土机理可进行以下的分析:酸活化处理可除去分布于膨润土通道中的杂质,如混杂的有机物,孔道得以疏通,有利于吸附质分子的扩散。再者H原子半径小于Na、Mg、K、Ca等原子的半径,因此体积较小的H +置换膨润土层间的K+、Na+、Ca2+、Mg2+等离子,孔容积得到增大,并削弱了原来层间的键力,层状晶格裂开,孔道被疏通,吸附性能得到提高。

  2.3盐溶液活化膨润土通过铁盐改性膨润土的实验,我们发现其吸附性能比原土有提高,CN离子去除率由改性前20提高到50.在一定浓度范围内,盐浓度增加并不能明显提篼CIT离子去除率,可见盐的浓度越大,其活化效果不一定越好。根据改性实验结果,Fe2+溶液或Fe3 +溶液改性浓度可选10即可。盐溶液对膨润土的改性机理可作如下解释,由于经Fe2+、Fe3+改性,这些低电价更大半径(较Ca2+)离子和结构单元层间作用力更弱更易剥离形成单晶片,从而具有更大的比表积使其具有很强的吸附能力,同时,由于CN本身与铁易生成络合物,进人层间结构,以造成更好的去除效果。这也是我们选用铁盐溶液作为活化盐溶液的原因。

  2.4复合活化膨润土通过对活化白土再进行盐活化,发现其吸附去除err能力又有提高,这一点从上面两种活化机理可以得到依据。

  2.S高岭土的性质高岭土的化学成分主要是Si02、Al203和H20它具有从周围介质中吸附各种离子及杂质的性能。这些性能的优劣主要取决于高岭土的主要矿物成分。由于CN―离子能与铁离子结合成很稳定的铁氰化物,所以,如果在高岭土的晶格中含有铁离子,必定会对消除溶液中CIT做出更大的贡献。同时,由于形成的铁氰化物进人晶格,而不会游离在水溶液中而造成二次污染。实验表明,所采用的含铁量较高的红色高岭土具有较好的吸附性能。

  2.6净化剂粒度在实验中,注意到水净化剂的粒度越小,则其比表面积越大,吸附能力越强。然而,吸附剂的粒度太小,也会造成沉降困难,给实际操作带来困难。因此,粒度要选择适当。工业生产中,应用40~60目即可。

  值在实验过程中,所配KCN溶液的pH值为12,净化剂的pH为3 ~7.这样后处理的水样的pH为8~10,从而符合废水排放标。同时,由于HCN是很弱的酸,所以,CN一离子极易结合H+而释放出HCN.所以在业处理废水时,首先用NaOH固体,调废水pH为12左右,再进行净化处理。

  3结论本实验制备的6种污水净化剂,对污水中pr离子的脱除效果好,使处理后的水质达到国家排放标准。该净水剂具有原料易得;i(备方法简单,成本低,效果好的特点,很有推广应用。

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