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不溶性腐殖酸/电气石复合颗粒修复铁锰污染地下水研究

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不溶性腐殖酸/电气石复合颗粒修复铁锰污染地下水研究

作者：于晓婉辽宁工程技术大学

学位级别：硕士

铁锰地下水在我国各地广泛存在,如何经济、高效修复铁锰地下水成为重点。针对这一背景,制备除铁锰的新型吸附材料是研究和应用的关键。本文选取无机化合物电气石(TM)和天然有机高分子腐殖酸(HA)结合,经330°C高温碳化,将腐殖酸转化为不... 详细信息

铁锰地下水在我国各地广泛存在,如何经济、高效修复铁锰地下水成为重点。针对这一背景,制备除铁锰的新型吸附材料是研究和应用的关键。本文选取无机化合物电气石(TM)和天然有机高分子腐殖酸(HA)结合,经330°C高温碳化,将腐殖酸转化为不溶性腐殖酸(IHA),而且添加了修饰试剂天然聚合物淀粉,制备了不溶性腐殖酸/电气石复合颗粒(TM/IHA),具体研究成果如下:(1)通过单因素试验及正交试验,确定了电气石除铁锰的最佳条件,并建立了吸附等温模型、吸附动力学模型,通过XRD、FTIR、SEM以及EDS等微观表征揭示了除铁锰的机理。结果表明:电气石处理100 ml Fe含量25 mg/L、Mn含量10 mg/L复合水样的最佳条件为:铁电气石粒径为300目,投加量15 g/L,反应时间240 min,p H 6,反应温度为35°C,此时,对Fe、Mn的去除率分别为99.25%和94.89%。TM可以缓冲溶液的p H,使反应后的p H达到中性。通过正交试验分析得出电气石吸附Fe、Mn影响排序为:电气石投加量>p H值>反应时间。TM吸附Fe、Mn符合准二级动力学模型和Langmuir模型。微观表征结果显示,TM由Na FeAl(BO)Si OO(OH)组成,且表面团聚现象严重,孔隙分布不均匀,具有粒度小,比表面积大的特点。对地下水中Fe、Mn的吸附物理吸附和化学吸附并存。研究发现TM极易团聚,难以与水分离,且Mn出水未达到排放标准,故不能直接应用于修复受铁锰污染地下水,应选择合适的载体进行修饰。(2)通过单因素试验,研究在电气石与不溶性腐殖酸混合比、混合时间、煅烧温度和煅烧时间条件下制备的最佳TM/IHA复合颗粒。结果表明:TM/IHA复合颗粒的最佳制备条件是:将预处理后的HA溶于0.1 mol/L Na OH中,然后按TM:HA=2:3的比例加入电气石粉,将p H调整到6.0,接着将混合物放入摇床(30°C、150 r/min)中振荡18h后收集沉淀,然后用去离子水洗净,潮湿的固体材料在60-70°C的烘箱中干燥,研磨过筛后加入95°C糊化的醚化淀粉(1/10)混合后制成3-5 mm粒径的吸附剂颗粒,在330°C的马弗炉中煅烧90 min后制成TM/IHA复合颗粒。(3)通过单因素试验及响应曲面试验,确定了电气石除铁锰的最佳条件,并探讨了TM/IHA的解吸和可重用性。通过吸附等温模型、动力学模型以及微观表征揭示了同步去除铁锰的机理。结果表明:TM/IHA复合颗粒处理100 ml Fe含量25 mg/L、Mn含量10mg/L复合水样的最佳条件为:TM/IHA投加量10 g/L,p H 6,反应时间240 min,温度35°C,转速150 r/min,此时Fe、Mn的去除率分别为99.98%、99.65%。再生五次循环后对Fe、Mn的去除率降低了约10%,TM/IHA的可重用性能良好,具有很大的去除水中金属的潜力。通过RSM试验设计,得到对Fe、Mn的单因素影响大小分别为投加量>p H>反应时间,并通过验证试验验证预测值与试验值的绝对误差分别为0.05%、0.13%,均低于5%,证实试验模型可靠。吸附过程符合Langmuir模型和准二级动力学模型,且粒子内扩散不是吸附过程中唯一的限速步骤。TM/IHA对Fe和Mn的吸附过程是自发、吸热、可持续进行的,倾向于单层吸附。通过XRD、FTIR、BET和SEM-EDS分析,证实了TM/IHA复合颗粒主要由C、O、H、N、Al、Si、B等元素组成,保留了原料的晶体结构,表面上含有丰富的硅氧烷和硅醇基团。研究表明,物理吸附、表面配位吸附、化学沉淀以及离子交换是TM/IHA吸附Fe、Mn的主要相互作用机制。(4)通过动态试验,确定在不同吸附剂填充质量、不同流速、不同进水浓度条件下,TM/IHA对铁锰的去除效果。结果表明:TM/IHA复合颗粒对Fe和Mn离子的穿透曲线受床高、流速以及进水浓度影响,降低流量、进水浓度,增加床高均会使动态柱的运行时间延长。床高过低,未达到预期的处理效果就已达到穿透点,而床高过高时不仅Fe、Mn的去除效率很慢,还使吸附剂的利用率降低。流速过低容易引起柱内纵向返混现象,而流速过大时Fe、Mn离子穿过吸附层的速度增快,导致吸附总量减小。进水浓度的增大不仅使得去除率降低而且使得动态柱的运行总时长也大大缩短,处理水量减少。因此床高、流速以及进水浓度应在保证一定吸附容量的基础上,综合考虑柱长、柱径等因素进行确定。而且TM/IHA对Fe和Mn的动态吸附过程更适合用Yoon-Nelson模型拟合。该论文有图70幅,表26个,参考文献100篇。

关键词：电气石腐殖酸复合颗粒铁锰动态试验

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铁锰锌系复合脱硫剂的研制与使用

天然气化工(C1化学与化工) 1987年第4期 34-38页

作者：黄家鹄化工部西南化工研究院

本文介绍用于脱除烃类中硫化物的铁锰锌系转化吸收型复合脱硫剂的使用,并从实验室和工厂的使用实测数据中总结出经验宏观动力学数学模型,该数摸不仅为该类脱硫剂的研制和设计使用指明了方向,而且对传统的氧化锌、氧化铁等吸收型脱硫剂... 详细信息

本文介绍用于脱除烃类中硫化物的铁锰锌系转化吸收型复合脱硫剂的使用,并从实验室和工厂的使用实测数据中总结出经验宏观动力学数学模型,该数摸不仅为该类脱硫剂的研制和设计使用指明了方向,而且对传统的氧化锌、氧化铁等吸收型脱硫剂的研制和使用也具有一定指导意义。

关键词：脱硫剂有机硫硫容量铁锰锌系

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铁锰系永磁材料磁性的提高

吉林大学学报(理学版) 1960年第2期 79-85页

作者：金汉民中国科学院吉林分院固体物理研究所吉林大学物理系磁学教研室

一、引言铁锰铁(铝)是唯一不含 Ni、Co 的可冷加工永磁材料.其原料丰富,目前在我国有不可忽视的经济意义.但由于它此其它可冷加工永磁材料的磁性和机械性能都差,因此它的应用并不普遍.Fe—Mn 的磁性远在1919年就被 Gumlich 系统研究过,... 详细信息

一、引言铁锰铁(铝)是唯一不含 Ni、Co 的可冷加工永磁材料.其原料丰富,目前在我国有不可忽视的经济意义.但由于它此其它可冷加工永磁材料的磁性和机械性能都差,因此它的应用并不普遍.Fe—Mn 的磁性远在1919年就被 Gumlich 系统研究过,但直到第二次世界大战初期其永磁性才被挖掘出来,而作为永磁材料出現于德

关键词：磁性冷加工度冷拔拉拔永磁材料铁锰

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铁锰铝整铸涡轮的研究

机车车辆工艺 1980年第4期 1-9页

作者：张昌琪宋宝陀朱振华戚墅堰机车车辆工艺研究所上海钢铁研究所

柴油机废气涡轮增压器的涡轮,是在高温(650℃)、高速(25000～30000转/分)和燃气腐蚀工况下运转的,是增压器的关键部件。通常,它是应用钻基、镍基或铁—镍基高温合金,采用单片锻造、机械切削、抛光成形、镶嵌组装的工艺制成。用这种工艺... 详细信息

柴油机废气涡轮增压器的涡轮,是在高温(650℃)、高速(25000～30000转/分)和燃气腐蚀工况下运转的,是增压器的关键部件。通常,它是应用钻基、镍基或铁—镍基高温合金,采用单片锻造、机械切削、抛光成形、镶嵌组装的工艺制成。用这种工艺和材料制造涡轮,不仅工序多、周期长、成本高,而且金属利用率低、需要来源短缺的钴、镍等合金元素。因此,研究一种无镍铬的热强合金和整体精密铸造的一次成形工艺,对发展我国的增压器生产是一条多快好省的道路。

关键词：增压器热强钢抗燃气腐蚀柴油机压燃发动机保温热强合金涡轮盘叶轮合金元素固溶处理工艺铝铸造铁锰

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铁锰黑土矿多金属元素的综合回收

有色金属(冶炼部分) 1982年第5期 12-15页

作者：江望主湖南省地质局实验室

前言七宝山矿区的铁锰黑土中,含金1.37(克/吨)、银42(克/吨),此外还含有铁19.55％、锰9.75％、铜0.091％、铅3.16％、锌0.51％,以及镉、铟、锗、镓等十余种有用元素,且埋藏浅,储量大。由于物质组成及赋存状态复杂,有用矿物嵌布粒度细,品

关键词：包裹金矿石赋存状态综合回收七宝山黄铁矿铁矿物矿物硫酸化焙烧原矿性质药剂消耗盐酸溶液铁锰黑土地带性土壤

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铁锰黑土金银矿床上物化探找矿效果

黄金地质参考资料 1984年第S1期 49-54页

作者：杨伯能湖南有色地质勘探公司物探水文队

一、地质概况矿区主要出露地层有:前震旦系冷家溪群浅变质的绿色千枚状板岩,千枚岩;震旦系下统浅灰色变质砂岩夹薄层粉砂岩,石炭系中上统壶天灰岩群为灰白色白云质灰岩和白云岩。第四系为灰褐色粘土及铁锰粘土。金银矿主要赋存在铁锰... 详细信息

一、地质概况矿区主要出露地层有:前震旦系冷家溪群浅变质的绿色千枚状板岩,千枚岩;震旦系下统浅灰色变质砂岩夹薄层粉砂岩,石炭系中上统壶天灰岩群为灰白色白云质灰岩和白云岩。第四系为灰褐色粘土及铁锰粘土。金银矿主要赋存在铁锰粘土层中。构造:矿区位于浏醴“S”型构造带的北东端之北侧,次一级构造属永和～横山向斜东部封闭端断裂构造复杂,在空间分布上有东西、北西,北西西向三组压扭性断裂,北东向张扭性断裂,岩体侵入中心处于矿区中部构造复合部位(图1)。岩浆岩:本区浅成相的

关键词：物化探氧化矿七宝山航磁异常找矿效果锰矿物金属矿物铁矿物石英斑岩原生矿矿石面金属量水系沉积物测量银矿床贵金属矿床赋存规律斑岩体铁锰

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铁锰分离与锰的富集

地质与勘探 1987年第9期 14-17页

作者：关广岳吴兴华东北工学院

铁锰分离是锰矿床形成的一个先决条件。锰铁比值不但在各类岩石中基本稳定,而且在同一矿床的原生矿石和氧化矿石中也相当稳定;这说明氧化作用对锰铁分离影响不大,其比值的高低主要取决于沉积时的地球化学环境。Fe;的存在,对锰的氧化和... 详细信息

铁锰分离是锰矿床形成的一个先决条件。锰铁比值不但在各类岩石中基本稳定,而且在同一矿床的原生矿石和氧化矿石中也相当稳定;这说明氧化作用对锰铁分离影响不大,其比值的高低主要取决于沉积时的地球化学环境。Fe;的存在,对锰的氧化和富集有促进作用,但Fe;氧化并形成高价铁氧化物后,降低了溶液的酸度,阻碍了锰的富集。

关键词：水锰矿氧化作用锰矿石锰矿床黑色金属矿床黑色金属矿石含铁石英岩碧玉铁质岩富集锰铁 Fe 铁锰

铁锰双组分催化剂低温选择性催化还原NO性能研究

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科技视界 2013年第10期 30-30,29页

作者：钟标城张辉陈碧峰钟小玉河源市清洁生产中心广东河源517000

本文以铁锰双金属为活性组分,采用柠檬酸法和浸渍法分别制备了氧化物催化剂和负载型分子筛催化剂,以NH3为还原剂在固定床反应装置中进行了催化剂低温活性评价。结果显示,Fe-Mn是比较理想的SCR低温活性组分,两种催化剂都表现出良好的低... 详细信息

本文以铁锰双金属为活性组分,采用柠檬酸法和浸渍法分别制备了氧化物催化剂和负载型分子筛催化剂,以NH3为还原剂在固定床反应装置中进行了催化剂低温活性评价。结果显示,Fe-Mn是比较理想的SCR低温活性组分,两种催化剂都表现出良好的低温活性。

关键词：铁锰低温选择性催化还原 NO

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南海铁锰沉积物和火山碎屑沉积物特征及其分布规律的研究

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热带海洋 1983年第4期 269-277页

作者：邱传珠中国科学院南海海洋研究所

铁锰沉积物和火山碎屑沉积物,是南海大陆坡和中央盆地沉积物的重要组分,它们和有孔虫或放射虫构成粗粒沉积物(粒径大于0.063毫米)。研究它们的特征、分布规律,可籍拟探讨其成因、沉积环境、物质来源,对于阐明南海沉积作用具有重要意义... 详细信息

铁锰沉积物和火山碎屑沉积物,是南海大陆坡和中央盆地沉积物的重要组分,它们和有孔虫或放射虫构成粗粒沉积物(粒径大于0.063毫米)。研究它们的特征、分布规律,可籍拟探讨其成因、沉积环境、物质来源,对于阐明南海沉积作用具有重要意义。我所1973—1982年于南海中部和东北部海域进行调查时,采集表层沉积物样品,笔者对其中的铁锰沉积物和火山碎屑沉积物进行了初步研究。本文研究的样品共95个。

关键词：火山碎屑盆地火山碎屑沉积火山喷出物地质构造分布规律火山岩火山玻璃南海北部沉积物特征碎屑矿物陆坡铁锰