新型铁铜复合氧化物去除矿山废水中锑性能及机理研究

作     者：胡晓先 

作者单位：湖南科技大学 

学位级别：硕士

导师姓名：任伯帜;李勇超

授予年度：2016年

学科分类：083002[工学-环境工程] 0830[工学-环境科学与工程（可授工学、理学、农学学位）] 08[工学] 

主      题：锑 铁铜复合氧化物 机理 废水处理 

摘      要：锑是一种潜在的有毒致癌重金属,锑对于人类健康和环境是非常重要的。随着国际市场的需求,导致重金属矿山的过度开采,产生大量的锑矿矿山废水,造成严重锑污染。目前对锑的处理研究相对较少。本文对利用比表面积测定技术(BET)、X射线衍射分析技术(XRD)、红外光谱分析技术(FTIR)、扫描电镜分析技术(SEM)等来对材料进行表征,来探讨铁铜复合氧化物的吸附除锑机制。并对铁铜复合氧化物的除锑性能做了全面地研究,探究其吸附动力学、吸附等温线和除锑效率的影响因素。最后对吸附材料进行了除锑机理的探究以及对吸附后溶液中铁、铜离子的释放进行了探究,防止二次污染。主要研究结果和结论归纳如下:铁铜复合氧化物去除锑的实验条件:静态实验中采用的投加量为0.03g,实验温度在5～40℃范围内,去除率随温度升高缓慢变化,实验中采用室温(25℃),振荡时间为24h,p H采用5.0,模拟锑溶液初始浓度为40mg/L,锑(III)与锑(V)吸附容量分别可达111.27mg/g和104.95mg/g。利用BET、XRD、FTIR、SEM等技术表征铁铜复合氧化物可知,复合物主要由Fe、Cu组成。铁主要以人工合成的二线水铁矿形式存在,铜以非晶态氧化铜形式存在。扫描电镜下吸附材料在吸附前无固定形貌,由大小不一的块状颗粒组成,表面为多孔状结构,排列疏松,较少出现团聚现象,对水中的锑能够有着良好的吸附作用。用Freund1ich和Langmuir等温线能够很好的描述复合物的吸附等温线。复合物对Sb(III)与Sb(V)的最大吸附量分别为169.196mg/g和149.937mg/g。当p H值处在2-10阶段内时,Sb(III)的吸附容量没有太多的变化,当p H值超过10时,吸附量明显下降。在低p H范围内(3-5),铁铜复合氧化物除Sb(V)达到最大吸附量,随着p H升高吸附量会随之下降。溶液中的共存离子SO42-、PO43-、CO32-、HCO3-对Sb(III)的吸附效果不明显。而随着SO42-、PO43-浓度的升高,Sb(V)的吸附量明显降低;CO32-、HCO3-则对于Sb(V)的吸附量几乎没有影响。