颗粒赤泥吸附水中氨氮的实验研究

采用煅烧造粒方法制备了颗粒状赤泥吸附材料,用静态吸附法研究了颗粒赤泥对废水中氨氮的吸附性能,考察溶液初始p H值、氨氮浓度、反应时间等因素对吸附效果的影响,并分析赤泥颗粒对氨氮的吸附动力学特征。实验结果表明,碱性条件下赤泥颗粒对氨氮具有较好的吸附性能,当p H值为9时效果最佳,在180 min内可达到吸附平衡,并且随着温度的升高,赤泥颗粒对氨氮的平衡吸附量也有所提高。根据实验数据拟合吸附过程符合伪一级动力学模型和颗粒内扩散模型,温度为27℃和37℃时,赤泥颗粒的平衡吸附量分别为0.825 mg/g和0.866 mg/g,主要以物理吸附为主。     

微波煅烧酸活化改性赤泥的制备及其除Cr(Ⅵ)性能研究

以拜耳法赤泥为原料,通过微波煅烧-酸活化联合处理制备改性赤泥,重点考察改性赤泥吸附剂的制备条件及其加入量、废水p H值、反应时间对吸附去除废水中Cr(Ⅵ)效果的影响;采用比表面积仪(BET)和X-射线粉末衍射仪(XRD)对改性赤泥吸附剂进行表征,探讨了赤泥改性机理。结果表明:在微波煅烧-酸活化联合作用下,赤泥比表面积显著增大,其吸附除Cr(Ⅵ)的能力增强。微波功率为300 W、煅烧时间为20 min、盐酸浓度为3.0 mol/L、吸附剂粒径为120~180μm的改性赤泥吸附剂除Cr(Ⅵ)的能力最佳;在25℃,废水p H值为5.0,吸附反应时间为120 min,吸附剂加入量为12 g/L时,废水中Cr(Ⅵ)去除率达98.9%,溶液p H显著影响Cr(Ⅵ)去除效果。此外,吸附饱和的改性赤泥可通过0.2 mol/L Na OH溶液脱附,脱附率达到95.1%。     

赤泥吸附结晶紫的研究

以山东赤泥为吸附材料,静态吸附法批量实验了温度、投加量、pH、接触时间、初始质量浓度(ρ0)等因素对含结晶紫废水的吸附效果.结果表明:在30℃,赤泥投加量为4g/L、pH为12、接触时间为2h的条件下,对含500mg/L的结晶紫染料溶液的去除率为95%,吸附量为119mg/g;赤泥吸附结晶紫热力学性质与Henry型吸附等温线吻合,热力学参数计算结果表明,吸附符合自发吸热过程;赤泥吸附结晶紫动力学过程符合一级动力学模型.     

矿物土壤对氟离子的吸附特性研究

选用三种矿物土壤,研究它们对氟离子的吸附特性,探讨投加量、吸附时间、pH以及煅烧温度等因素的影响.结果表明:不同土壤对氟离子具有不同的吸附能力,郴州土壤对氟离子的饱和吸附量可达909.09 mg/kg,吸附行为符合Langmuir方程式;当矿物土壤的投加量为30 g/L时,吸附行为可在5 h内达到平衡,pH的变化对矿物土壤的吸附能力影响不明显;将土壤经过高温煅烧后,吸附能力会有所增加,经过300℃煅烧的矿物土壤对氟离子的吸附效果最佳,比煅烧前增加了19.2%.     

以紫茎泽兰为模板制备的C/TiO_2复合材料对苯酚吸附性能的研究

选用紫茎泽兰茎和叶为模板制备了C/TiO_2复合材料,采用X线衍射(XRD)、N2等温吸附-脱附、电子扫描电镜(SEM)、电子透射电镜(TEM)和电子能谱等技术,对产物进行表征和分析;并研究了不同煅烧时间、煅烧温度条件下以紫茎泽兰为模板制备的C/TiO_2复合材料对苯酚吸附能力的影响.结果表明,以紫茎泽兰叶和茎为模板的C/TiO_2材料,成功保留了紫茎泽兰叶和茎的气孔,叶脉、茎维管束和孔道结构.煅烧时间为4 h、煅烧温度为1 000℃时,以紫茎泽兰叶为模板制备的C/TiO_2复合材料对质量浓度为50×10-6苯酚吸附效果最佳,吸附率达到97.8%.     

α-Fe_2O_3纳米颗粒的制备及其对曙红B的吸附性能研究

以Fe(NO_3)_3·9H_2O与Na_2S_2O_3为前驱体溶液,加入表面活性剂聚乙烯吡咯烷酮(PVP),采用光化学合成方法首先制备FeO(OH)/S粉体材料,然后通过高温煅烧后得到Fe_2O_3纳米颗粒.结果表明,随着煅烧温度的升高,α-Fe_2O_3纳米颗粒的结晶度变好,晶粒粒度逐渐增大;α-Fe_2O_3纳米颗粒对曙红B具有较好的吸附效果,煅烧温度为400℃时吸附效果最佳.研究了不同吸附剂用量、p H对吸附性能的影响.Fe_2O_3纳米颗粒对曙红B的吸附过程符合二级动力学与Freundich等温吸附模型,最大吸附量为368 mg/g.     

煅烧改性净水厂污泥制备除磷材料工艺参数优化

针对净水厂污泥(WTPS)直接应用于富营养化水体除磷过程中存在向水体释放氨氮和有机物的问题,研究煅烧改性净水厂污泥(C-WTPS)制备除磷材料的可行性,考察C-WTPS的氨氮和有机物的释放情况,优化煅烧工艺参数.等温吸附试验和去离子水浸渍试验的结果表明:在煅烧温度为50~400℃,煅烧时间为0.5~4.0h范围内,最佳煅烧温度为400℃,最佳煅烧时间为2.5h;与WTPS相比,C-WTPS对磷的吸附量增长48.2%,氨氮和总有机碳(TOC)的释放量分别削减79.5%,71.9%,铵态氮和有机物的质量比分别削减80.5%,91.6%;C-WTPS制备除磷材料具有可行性,煅烧改性工艺不仅提高WTPS的磷吸附能力,而且大为削减了WTPS氨氮和有机物的释放量.     

钢渣—赤泥复合处理含铬废水的研究

以钢渣和赤泥为吸附剂,研究处理模拟废水中的铬。对钢渣和赤泥投加量的质量比、粒径、溶液初始p H值、反应温度以及振荡时间对吸附效果的影响进行研究,结果表明最佳吸附条件为:赤泥与钢渣的质量比为3∶2,粒径选择80目,废液与吸附剂的液固比为20∶1,振荡时间为20 min,反应温度为25℃,溶液的p H值为2。     

生物质松木锯末中低温还原高铁拜耳法赤泥

对生物质松木锯末和烟煤还原焙烧高铁拜耳法赤泥进行对比试验研究,包括还原温度、还原时间、还原剂用量对还原效果的影响.生物质松木锯末还原高铁拜耳法赤泥所需还原温度低而且还原时间短最终还原效果较好.试验通过热分析和X射线衍射、动力学研究结果揭示出生物质松木锯末中低温还原高铁拜耳法赤泥机理.同时确定了生物质松木锯末中低温还原的最佳还原条件.研究表明生物质松木锯末为赤泥质量分数的20%,还原温度为650℃,还原时间为30 min可将赤泥完全磁化.生物质松木锯末热重试验分析表明250~375℃温度区间为锯末热解的主要阶段,350℃左右热解速率达到最大,450℃后热解反应趋于平缓;烟煤热重试验表明300~700℃温度区间为烟煤热解的主要阶段,450℃左右热解速率达到最大,650℃后热解反应趋于平缓.动力学研究表明锯末在300~400℃区间热解表观活化能比烟煤热解表观活化能要低很多,说明在此温度范围内锯末比烟煤更加容易发生热解反应.生物质能够中低温还原高铁拜耳法赤泥,还原温度比煤基还原的还原温度低200℃左右.     

响应面优化酸化赤泥的制备及其吸附环丙沙星的研究

为了提高赤泥的资源化利用和降低抗生素对环境的危害,以拜耳法赤泥为原料,以硫酸酸化时间、搅拌速率、赤泥添加浓度为自变量,以环丙沙星的吸附量为响应值建立响应面优化模型。利用Box-Behnken实验设计方法,确定酸化赤泥制备的最佳条件。采用扫描电镜、比表面积、X射线衍射以及能量色散X射线光谱分析对酸化赤泥进行表征。另外,研究了酸化赤泥吸附环丙沙星的影响因素和热力学函数。研究结果表明,赤泥添加浓度5 g/L、0.5 mol/L硫酸调节体系pH取6.0、100 r/min转速下搅拌9.18 h,得到的酸化赤泥在140 min内对30 mg/L浓度的环丙沙星吸附量达到最大4.84 mg/g。与赤泥相比,酸化赤泥的比表面积由10.96 m~2/g增加到17.44 m~2/g,内部平均孔径由40.93 nm增大为45.41 nm,有效活性物质由2.05%增加到19.04%,有效增强了酸化赤泥的吸附性能。酸化赤泥的吸附性能还与反应体系温度、pH值以及酸化赤泥的添加浓度等因素有关。     

不同因素对赤泥改良黄土渗透系数的影响研究

为模拟工厂酸性污水和酸雨对赤泥改良黄土渗透系数的影响,选取硫酸作为渗滤液进行渗透试验。将不同含量的赤泥掺入到黄土中,测试了赤泥改良黄土的渗透系数,探讨了渗透压强、硫酸浓度、孔隙比和赤泥含量对渗透系数的影响。试验结果表明：渗透系数随渗透压强的增大基本趋于稳定;渗透系数随硫酸浓度的增大先增大后减小;渗透系数与孔隙比呈指数关系,随孔隙比的增大快速增大;渗透系数随赤泥掺入量的增大而减小,赤泥的掺入助于提高黄土的抗渗性,当赤泥含量在15%左右时,渗透系数较小。     

硫酸改性粉煤灰对废水中直接大红4B染料的吸附研究

研究了用硫酸对粉煤灰进行改性及改性后的产品对废水中直接大红4B染料的吸附因素.结果表明,影响硫酸改性粉煤灰的因素主次顺序为:硫酸用量,活化温度,硫酸浓度,活化时间等.改性的最佳条件为:20℃时,用4 mol/L的硫酸对粉煤灰进行活化,硫酸与粉煤灰的液固比为1,活化时间为1 h;改性粉煤灰对废水中的直接大红4B染料在pH为6~7、吸附剂与染料废水的固液比为30:1000时,吸附率可达98%,其吸附机理为化学吸附.研究结果还表明改性粉煤灰可用作含直接大红4B染料废水的吸附剂.     

改性赤泥负载氧化钴催化剂活化过一硫酸盐降解罗丹明B

赤泥是制铝工业排放的强碱性固体废弃物,利用改性赤泥制备类芬顿催化剂可以实现赤泥资源化利用。以酸化改性赤泥为载体,采用浸渍法制备了负载氧化钴催化剂。以罗丹明B为目标物,研究了酸化改性赤泥负载氧化钴催化剂活化过一硫酸盐（peroxymonosulfate,PMS）处理罗丹明B的性能,考察了催化剂用量、PMS浓度、罗丹明B初始浓度以及反应温度的影响。结果表明,在催化剂用量为0.05 g/L、PMS浓度为0.1 mmol/L、溶液初始pH为4.8、反应温度为65 ℃、罗丹明B质量浓度为10 mg/L、反应时间为50 min的条件下,罗丹明B的去除率达到95.9%。淬灭实验结果表明,反应体系中同时存在SO₄^-· 、·OH和单线态氧¹O₂,其中¹O₂的氧化反应起主导作用。4次循环实验后罗丹明B的去除率仍能维持在80.0%以上。     

氧化铝赤泥酸浸提取镓的新工艺研究

研究了拜耳法赤泥硫酸浸出镓的过程。硫酸浸出镓的溶液,用氢氧化钠反应生成沉淀,再用盐酸溶解沉淀提取镓的过程。采用正交试验考察浸出过程中温度、时间、液固比、浓度对镓浸出率的影响的主次顺序以及最佳条件。结果表明,该方法比单纯用盐酸浸出镓的浸出率高。镓的高浸出率是保证高的回收率的基础。     

萘—饱和烃在硅胶上的液相吸附分离

对不同温度下的萘－柴油,萘－溶剂油,萘－石蜡油在硅胶吸附剂上的液相吸附柱流出曲线进行了研究。所用不同硅胶样品的堆比重及室温下的苯蒸汽吸附等温线的实验结果证明：硅胶从饱和烃中吸附分离萘的性能与其孔结构密切相关;细孔硅胶的效率是粗孔硅胶的１．５倍。苯蒸气吸附等温线测定法及含萘溶剂油柱流出曲线法可用于评价硅胶从液相吸附分离富萘柴油中萘的效率;降低柱分离温度,减少油品中其他不饱和烃的量,可提高萘的分离效率     

流态化分离洗涤对熟料高质量浓度溶出浆液二次反应的影响

采用流态化方式对烧结法熟料高质量浓度溶出浆液分离和赤泥洗涤进行研究。研究结果表明:对于Al2O3质量浓度为240～270 g/L的熟料溶出浆液,经流态化分离洗涤,可以同时实现浆液的固液分离和赤泥的洗涤,获得的溢流(粗液)Al2O3质量浓度为170～190 g/L,底流液固质量比为2.5～3.0,底流附液Na2O质量浓度为6～9 g/L,平均分离洗涤效率在99%以上,平均二次反应损失为0.16%;烧结法赤泥的流态化分离洗涤是抑制二次反应的有效途径。     

Complementation in the composition of steel slag and red mud for preparation of novel ceramics

A method for preparing novel ceramics was developed in this study. Different ratios red muds were added to steel slags to optimize the preparation of novel ceramics by a traditional ceramic preparation process. The sintering mechanism, microstructure, and performance were studied by X-ray diffraction techniques, scanning electron microscopy, and combined experiments of linear shrinkage, water absorption, and flexural strength. The results confirmed that red mud can reduce the volumetric instabilities through the complementarity of red mud and ferroalloy slag. The crystal phases in the ceramics are all pyroxene group minerals, including diopside ferrian, augite, and diopside. The flexural strength of the ceramic that contains 40wt% red mud and was prepared at the optimal sintering temperature (1140℃) is greater than 93 MPa; its corresponding water absorption is less than 0.05%.     

煤气高温脱硫的实验研究

中高温煤气脱硫是提高煤清洁转化利用效率的关键技术.该研究开发了锰基的中高温脱硫剂,并在固定床反应器中考察了烧结温度、硫化温度、硫化气氛以及进口硫化氢浓度对脱硫剂脱硫性能的影响.实验结果表明,在1100 ℃下烧结后的脱硫剂有较好的机械强度和脱硫性能,脱硫精度最高可达2×10^-6.脱硫剂在硫化温度为700 ℃时的脱硫性能最佳,硫容量可达31.8%.随着硫化气体中CO²含量的增加,导致气氛中氧势增高,从而使脱硫精度下降.当CO²含量从0%增加到4.53%时,出口硫化氢浓度从2×10^-6上升到20×10^-6.进口H₂S气体含量的增加,对脱硫精度的影响并不是特别明显,但缩短了脱硫穿透时间     

钢铁烧结烟气多污染物的排放特征及控制技术

 监测了钢铁烧结烟气的排放特征,发现SO₂排放浓度沿着烧结机方向呈现机头和机尾低、中部高的特点,二噁英的排放浓度与烟气温度正相关,温度高于250℃时二噁英的排放浓度出现峰值.调研了数十台烧结机的烟气排放特征,表明SO₂排放浓度≤2000 mg/m³的占63%,要求脱硫效率大于90%;>2000 mg/m³的占37%,要求脱硫效率大于96%.NO_x排放浓度≤300 mg/m³的占86%,烟气无需脱硝可直接排放;在300~600 mg/m³之间的占14%,要求脱硝效率大于50%.二噁英排放浓度为1.0~5.0ng TEQ/m³,必须采取控制措施才能达标排放.针对烧结烟气SO₂和二噁英浓度高的特点,论述了基于活性炭吸附的活性炭法,以钙基吸收剂脱硫为主、活性炭(焦)脱二噁英为辅的SDA 法、MEROS 法、IOCFB 法等4 种多污染物协同控制技术及脱除效果.     

Electrooxidation of Mn(Ⅱ) on Pb-Sb-As Electrode in Sulfuric Acid

The electrooxidation of Mn(Ⅱ) on Pb-Sb-As alloy electrode in sulfuric acid has been investigated.In order to make the two steps of indirect electrosynthesis of benzaldehyde carried out in the same sulfuric acid concentration and also obtain high current efficiency of Mn(Ⅱ) to Mn(Ⅲ) and high yield of Mn(Ⅲ) oxidizing toluene to benzaldehyde in the mean time,the electrooxidation of Mn(Ⅱ) in 60% H2SO4 has been studied.Experimental results show that high current efficiency of Mn(Ⅲ) (about 75%) is obtained in 60%H2SO4 at 60℃.The reason affecting the current efficiency of Mn(Ⅲ) is discussed,and it is the coordination of sulfuric acid concentration and electrolytic temperature.The law is found that it is suitable for electrolysis at low temperature when sulfuric acid concentration is low and at high temperature when sulfuric acid concentration is high.