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離子交換去除重金屬離子實驗

發布時間:2021-01-17 21:45:19

㈠ 用離子交換樹脂法如何處理重金屬廢水

離子交換樹脂法是一種應用廣泛的方法,樹脂中含有的氨基、羥基等活專性基團可以與重金屬離子屬進行螯合、交換反應,從而去除廢水中重金屬離子的方法,同時還可以用於濃縮和回收溶液中痕量的重金屬,其優點是樹脂具有可逆性,可通過再生重復使用,且交換選擇性好,缺點是價格昂貴。因此研究和選擇成本低、選擇性高、交換容量大、吸附-解吸過程可逆性好的離子交換樹脂,對於處理重金屬廢水有著重要意義

㈡ 樹脂對 重金屬的去除作用是離子交換和吸附作用兩者的區別是什麼

離子交換樹脂都是用有機合成方法製成。常用的原料為苯乙烯或丙烯酸(酯),通過聚合反應生成具有三維空間立體網路結構的骨架,再在骨架上導應用
1)水處理
水處理領域離子交換樹脂的需求量很大,約占離子交換樹脂產量的90%,用於水中的各種陰陽離子的去除。目前,離子交換樹脂的最大消耗量是用在火力發電廠的純水處理上,其次是原子能、半導體、電子工業等。

2)食品工業
離子交換樹脂可用於製糖、味精、酒的精製、生物製品等工業裝置上。例如:高果糖漿的製造是由玉米中萃出澱粉後,再經水解反應,產生葡萄糖與果糖,而後經離子交換處理,可以生成高果糖漿。離子交換樹脂在食品工業中的消耗量僅次於水處理。

3)制葯行業
制葯工業離子交換樹脂對發展新一代的抗菌素及對原有抗菌素的質量改良具有重要作用。鏈黴素的開發成功即是突出的例子。近年還在中葯提成等方面有所研究。

4)合成化學和石油化學工業
在有機合成中常用酸和鹼作催化劑進行酯化、水解、酯交換、水合等反應。用離子交換樹脂代替無機酸、鹼,同樣可進行上述反應,且優點更多。如樹脂可反復使用,產品容易分離,反應器不會被腐蝕,不污染環境,反應容易控制等。
甲基叔丁基醚(MTBE)的制備,就是用大孔型離子交換樹脂作催化劑,由異丁烯與甲醇反應而成,代替了原有的可對環境造成嚴重污染的四乙基鉛。

5)環境保護
離子交換樹脂已應用在許多非常受關注的環境保護問題上。目前,許多水溶液或非水溶液中含有有毒離子或非離子物質,這些可用樹脂進行回收使用。如去除電鍍廢液中的金屬離子,回收電影製片廢液里的有用物質等。

6)濕法冶金及其他
離子交換樹脂可以從貧鈾礦里分離、濃縮、提純鈾及提取稀土元素和貴金屬。

其他補充:
離子交換技術有相當長的歷史,某些天然物質如泡沸石和用煤經過磺化製得的磺化煤都可用作離子交換劑。但是,隨著現代有機合成工業技術的迅速發展,研究製成了許多種性能優良的離子交換樹脂,並開發了多種新的應用方法,離子交換技術迅速發展,在許多行業特別是高新科技產業和科研領域中廣泛應用。近年國內外生產的樹脂品種達數百種,年產量數十萬噸。
在工業應用中,離子交換樹脂的優點主要是處理能力大,脫色范圍廣,脫色容量高,能除去各種不同的離子,可以反復再生使用,工作壽命長,運行費用較低(雖然一次投入費用較大)。以離子交換樹脂為基礎的多種新技術,如色譜分離法、離子排斥法、電滲析法等,各具獨特的功能,可以進行各種特殊的工作,是其他方法難以做到的。離子交換技術的開發和應用還在迅速發展之中。
離子交換樹脂的應用,是近年國內外製糖工業的一個重點研究課題,是糖業現代化的重要標志。膜分離技術在糖業的應用也受到廣泛的研究。

離子交換樹脂都是用有機合成方法製成。常用的原料為苯乙烯或丙烯酸(酯),通過聚合反應生成具有三維空間立體網路結構的骨架,再在骨架上導入不同類型的化學活性基團(通常為酸性或鹼性基團)而製成。
離子交換樹脂不溶於水和一般溶劑。大多數製成顆粒狀,也有一些製成纖維狀或粉狀。樹脂顆粒的尺寸一般在0.3~1.2mm 范圍內,大部分在0.4~0.6mm之間。它們有較高的機械強度(堅牢性),化學性質也很穩定,在正常情況下有較長的使用壽命。
離子交換樹脂中含有一種(或幾種)化學活性基團,它即是交換官能團,在水溶液中能離解出某些陽離子(如H+或Na+)或陰離子(如OH-或Cl-),同時吸附溶液中原來存有的其他陽離子或陰離子。即樹脂中的離子與溶液中的離子互相交換,從而將溶液中的離子分離出來。
廣泛的應用於水處理領域。

㈢ 為什麼潘寧效應有利於氣體的電離

為什來么潘寧效應有利於自氣體的電離
離子交換法是重金屬離子與離子交換劑進行交換,達到去除廢水中重金屬離子的方法。常用的離子交換劑有陽離子交換樹脂、陰離子交換樹脂、螯合樹脂等。幾年來,國內外學者就離子交換劑的研製開發展開了大量的研究工作。隨著離子交換劑的不斷涌現,在電鍍廢水深度處理、高價金屬鹽類的回收等方面,離子交換法越來越展現出其優勢。離子交換法是一種重要的電鍍廢水治理方法,處理容量大,出水水質好,可回收重金屬資源,對環境無二次污染,但離子交換劑易氧化失效,再生頻繁,操作費用高。

㈣ 離子交換樹脂除鈣、鎂離子外,能去除鐵、錳離子嗎

普通的來軟化離子可以去除源鈣鎂離子,鐵錳有專用的離子交換樹脂,例如T-IRR是專門用於去除鐵離子的,CH-90可以去除錳離子。其實普通軟化樹脂也可以去除鐵錳離子,只是很微弱,另外您的溶液中含有鐵離子很容易引起樹脂中毒。北京華豫清源國際貿易有限公司,杜笙離子交換樹脂

㈤ 含重金屬廢水處理的主要技術有膜分離法嗎

有的。其中還主要包含溶劑萃取分離、離子交換法及吸附法。

溶劑萃取分離

溶劑萃取法是分離和凈化物質常用的方法。由於液液接觸,可連續 操作,分離效果較好。使用這種方法時,要選擇有較高選擇性的萃取
劑,廢水中重金屬一般以陽離子或陰離子形式存在,例如在酸性條件 下,與萃取劑發生絡合反應,從水相被萃取到有機相,然後在鹼性條
件下被反萃取到水相,使溶劑再生以循環利用。這就要求在萃取操作 時注意選擇水相酸度。盡管萃取法有較大優越性,然而溶劑在萃取過
程中的流失和再生過程中能源消耗大,使這種方法存在一定局限性, 應用受到很大的限制。

離子交換法

離子交換法是重金屬離子與離子交換劑進行交換,達到去除廢水中 重金屬離子的方法。常用的離子交換劑有陽離子交換樹脂、陰離子交
換樹脂、螯合樹脂等。幾年來,國內外學者就離子交換劑的研製開發 展開了大量的研究工作。隨著離子交換劑的不斷涌現,在電鍍廢水深
度處理、高價金屬鹽類的回收等方面,離子交換法越來越展現出其優 勢。離子交換法是一種重要的電鍍廢水治理方法,處理容量大,出水
水質好,可回收重金屬資源,對環境無二次污染,但離子交換劑易氧 化失效,再生頻繁,操作費用高。

膜分離技術

膜分離技術是利用一種特殊的半透膜,在外界壓力的作用下,不改 變溶液中化學形態的基礎上,將溶劑和溶質進行分離或濃縮的方法,
包括電滲析和隔膜電解。電滲析是在直流電場作用下,利用陰陽離子 交換膜對溶液陰陽離子選擇透過性使水溶液中重金屬離子與水分離 的一種物理化學過程。
隔膜電解是以膜隔開電解裝置的陽極和陰極而 進行電解的方法,實際上是把電滲析與電解組合起來的一種方法。上
述方法在運行中都遇到了電極極化、結垢和腐蝕等問題。

吸附法

吸附法是利用多孔性固態物質吸附去除水中重金屬離子的一種有效 方法。吸附法的關鍵技術是吸附劑的選擇,傳統吸附劑是活性炭。活
性炭有很強吸附能力,去除率高,但活性炭再生效率低,處理水質很 難達到回用要求,價格貴,應用受到限制。近年來,逐漸開發出有吸
附能力的多種吸附材料。有相關研究表明,殼聚糖及其衍生物是重金 屬離子的良好吸附劑,殼聚糖樹脂交聯後,可重復使用 10 次,吸附
容量沒有明顯降低。利用改性的海泡石治理重金屬廢水對 Pb2+、 Hg2+、Cd2+ 有很好的吸附能力,處理後廢水中重金屬含量顯著低於 污水綜合排放標准。
另有文獻報道蒙脫石也是一種性能良好的粘土礦 物吸附劑, 鋁鋯柱撐蒙脫石在酸性條件下對 Cr 6+的去除率達到 99%, 出水中 Cr
6+含量低於國家排放標准,具有實際應用前景。

㈥ 怎麼去除蛋白質中的金屬離子

1化學沉澱
化學沉澱法是使廢水中呈溶解狀態的重金屬轉變為不溶於水的重金屬化合物的方法,包括中和沉法和硫化物沉澱法等.
中和沉澱法
在含重金屬的廢水中加入鹼進行中和反應,使重金屬生成不溶於水的氫氧化物沉澱形式加以分離.中和沉澱法操作簡單,是常用的處理廢水方法.實踐證明在操作中需要注意以下幾點:
(1)中和沉澱後,廢水中若pH值高,需要中和處理後才可排放;
(2)廢水中常常有多種重金屬共存,當廢水中含有Zn、Pb、Sn、Al等兩性金屬時,pH值偏高,可能有再溶解傾向,因此要嚴格控制pH值,實行分段沉澱;
(3)廢水中有些陰離子如:鹵素、氰根、腐植質等有可能與重金屬形成絡合物,因此要在中和之前需經過預處理;
(4)有些顆粒小,不易沉澱,則需加入絮凝劑輔助沉澱生成.
硫化物沉澱法
加入硫化物沉澱劑使廢水中重金屬離子生成硫化物沉澱後從廢水中去除的方法.
與中和沉澱法相比,硫化物沉澱法的優點是:重金屬硫化物溶解度比其氫氧化物的溶解度更低,反應時最佳pH值在7—9之間,處理後的廢水不用中和.硫化物沉澱法的缺點是:硫化物沉澱物顆粒小,易形成膠體;硫化物沉澱劑本身在水中殘留,遇酸生成硫化氫氣體,產生二次污染.為了防止二次污染問題,英國學者研究出了改進的硫化物沉澱法,即在需處理的廢水中有選擇性的加入硫化物離子和另一重金屬離子(該重金屬的硫化物離子平衡濃度比需要除去的重金屬污染物質的硫化物的平衡濃度高).由於加進去的重金屬的硫化物比廢水中的重金屬的硫化物更易溶解,這樣廢水中原有的重金屬離子就比添加進去的重金屬離子先分離出來,同時能夠有效地避免硫化氫的生成和硫化物離子殘留的問題.
2氧化還原處理
化學還原法
電鍍廢水中的Cr主要以Cr6+離子形態存在,因此向廢水中投加還原劑將Cr6+還原成微毒的Cr3+後,投加石灰或NaOH產生Cr(OH)3沉澱分離去除.化學還原法治理電鍍廢水是最早應用的治理技術之一,在我國有著廣泛的應用,其治理原理簡單、操作易於掌握、能承受大水量和高濃度廢水沖擊.根據投加還原劑的不同,可分為FeSO4法、NaHSO3法、鐵屑法、SO2法等.
應用化學還原法處理含Cr廢水,鹼化時一般用石灰,但廢渣多;用NaOH或Na2CO3,則污泥少,但葯劑費用高,處理成本大,這是化學還原法的缺點.
鐵氧體法
鐵氧體技術是根據生產鐵氧體的原理發展起來的.在含Cr廢水中加入過量的FeSO4,使Cr6+還原成Cr3+,Fe2+氧化成Fe3+,調節pH值至8左右,使Fe離子和Cr離子產生氫氧化物沉澱.通入空氣攪拌並加入氫氧化物不斷反應,形成鉻鐵氧體.其典型工藝有間歇式和連續式.鐵氧體法形成的污泥化學穩定性高,易於固液分離和脫水.鐵氧體法除能處理含Cr廢水外,特別適用於含重金屬離子種類較多的電鍍混合廢水.我國應用鐵氧體法已經有幾十年歷史,處理後的廢水能達到排放標准,在國內電鍍工業中應用較多.
鐵氧體法具有設備簡單、投資少、操作簡便、不產生二次污染等優點.但在形成鐵氧體過程中需要加熱(約70oC),能耗較高,處理後鹽度高,而且有不能處理含Hg和絡合物廢水的缺點.
電解法
電解法處理含Cr廢水在我國已經有二十多年的歷史,具有去除率高、無二次污染、所沉澱的重金屬可回收利用等優點.大約有30多種廢水溶液中的金屬離子可進行電沉積.電解法是一種比較成熟的處理技術,能減少污泥的生成量,且能回收Cu、Ag、Cd等金屬,已應用於廢水的治理.不過電解法成本比較高,一般經濃縮後再電解經濟效益較好.
近年來,電解法迅速發展,並對鐵屑內電解進行了深入研究,利用鐵屑內電解原理研製的動態廢水處理裝置對重金屬離子有很好的去除效果.
另外,高壓脈沖電凝系統()為當今世界新一代電化學水處理設備,對表面處理、塗裝廢水以及電鍍混合廢水中的Cr、Zn、Ni、Cu、Cd、CN-等污染物有顯著的治理效果.高壓脈沖電凝法比傳統電解法電流效率提高20%—30%;電解時間縮短30%—40%;節省電能達到30%—40%;污泥產生量少;對重金屬去除率可達96%一99%.
3溶劑萃取分離
溶劑萃取法是分離和凈化物質常用的方法.由於液一液接觸,可連續操作,分離效果較好.使用這種方法時,要選擇有較高選擇性的萃取劑,廢水中重金屬一般以陽離子或陰離子形式存在,例如在酸性條件下,與萃取劑發生絡合反應,從水相被萃取到有機相,然後在鹼性條件下被反萃取到水相,使溶劑再生以循環利用.這就要求在萃取操作時注意選擇水相酸度.盡管萃取法有較大優越性,然而溶劑在萃取過程中的流失和再生過程中能源消耗大,使這種方法存在一定局限性,應用受到很大的限制.
4吸附法
吸附法是利用吸附劑的獨特結構去除重金屬離子的一種有效方法.利用吸附法處理電鍍重金屬廢水的吸附劑有活性炭、腐植酸、海泡石、聚糖樹脂等.活性炭裝備簡單,在廢水治理中應用廣泛,但活性炭再生效率低,處理水質很難達到回用要求,一般用於電鍍廢水的預處理.腐植酸類物質是比較廉價的吸附劑,把腐植酸做成腐植酸樹脂用以處理含Cr、含Ni廢水已有成功經驗.有相關研究表明,殼聚糖及其衍生物是重金屬離子的良好吸附劑,殼聚糖樹脂交聯後,可重復使用10次,吸附容量沒有明顯降低.利用改性的海泡石治理重金屬廢水對Pb2+、Hg2+、Cd2+有很好的吸附能力,處理後廢水中重金屬含量顯著低於污水綜合排放標准.另有文獻報道蒙脫石也是一種性能良好的粘土礦物吸附劑,鋁鋯柱撐蒙脫石在酸性條件下對Cr6+的去除率達到99%,出水中Cr6+含量低於國家排放標准,具有實際應用前暑.
5膜分離法
膜分離法是利用高分子所具有的選擇性來進行物質分離的技術,包括電滲析、反滲透、膜萃取、超過濾等.用電滲析法處理電鍍工業廢水,處理後廢水組成不變,有利於回槽使用.含Cu2+、Ni2+、Zn2+、Cr6+等金屬離子廢水都適宜用電滲析處理,已有成套設備.反滲透法已大規模用於鍍Zn、Ni、Cr漂洗水和混合重金屬廢水處理.採用反滲透法處理電鍍廢水,已處理水可以回用,實現閉路循環.液膜法治理電鍍廢水的研究報道很多,有些領域液膜法已由基礎理論研究進入到初步工業應用階段,如我國和奧地利均用乳狀液膜技術處理含Zn廢水,此外也應用於鍍Au廢液處理中.膜萃取技術是一種高效、無二次污染的分離技術,該項技術在金屬萃取方面有很大進展.
6離子交換法
離子交換處理法是利用離子交換劑分離廢水中有害物質的方法,應用的離子交換劑有離子交換樹脂、沸石等等,離子交換樹脂有凝膠型和大孔型.前者有選擇性,後者製造復雜、成本高、再生劑耗量大,因而在應用上受到很大限制.離子交換是靠交換劑自身所帶的能自由移動的離子與被處理的溶液中的離子通過離子交換來實現的.推動離子交換的動力是離子間濃度差和交換劑上的功能基對離子的親和能力,多數情況下離子是先被吸附,再被交換,離子交換劑具有吸附、交換雙重作用.這種材料的應用越來越多,如膨潤土,它是以蒙脫石為主要成分的粘土,具有吸水膨脹性好、比表面積大、較強的吸附能力和離子交換能力,若經改良後其吸附及離子交換的能力更強.但是卻較難再生,天然沸石在對重金屬廢水的處理方面比膨潤土具有更大的優點:沸石是含網架結構的鋁硅酸鹽礦物,其內部多孔,比表面積大,具有獨特的吸附和離子交換能力.研究表明,沸石從廢水中去除重金屬離子的機理,多數情況下是吸附和離子交換雙重作用,隨流速增加,離子交換將取代吸附作用佔主要地位.若用NaCl對天然沸石進行預處理可提高吸附和離子交換能力.通過吸附和離子交換再生過程,廢水中重金屬離子濃度可濃縮提高30倍.沸石去除銅,在NaCl再生過程中,去除率達97%以上,可多次吸附交換,再生循環,而且對銅的去除率並不降低.
三、生物處理技術
由於傳統治理方法有成本高、操作復雜、對於大流量低濃度的有害污染難處理等缺點,經過多年的探索和研究,生物治理技術日益受到人們的重視.隨著耐重金屬毒性微生物的研究進展,採用生物技術處理電鍍重金屬廢水呈現蓬勃發展勢頭,根據生物去除重金屬離子的機理不同可分為生物絮凝法、生物吸附法、生物化學法以及植物修復法.
1生物絮凝法
生物絮凝法是利用微生物或微生物產生的代謝物進行絮凝沉澱的一種除污方法.微生物絮凝劑是一類由微生物產生並分泌到細胞外,具有絮凝活性的代謝物.一般由多糖、蛋白質、DNA、纖維素、糖蛋白、聚氨基酸等高分子物質構成,分子中含有多種官能團,能使水中膠體懸浮物相互凝聚沉澱.至目前為止,對重金屬有絮凝作用的約有十幾個品種,生物絮凝劑中的氨基和羥基可與Cu2+、Hg2+、Ag+、Au2+等重金屬離子形成穩定的鰲合物而沉澱下來.應用微生物絮凝法處理廢水安全方便無毒、不產生二次污染、絮凝效果好,且生長快、易於實現工業化等特點.此外,微生物可以通過遺傳工程、馴化或構造出具有特殊功能的菌株.因而微生物絮凝法具有廣闊的應用前景.
2生物吸附法
生物吸附法是利用生物體本身的化學結構及成分特性來吸附溶於水中的金屬離子,再通過固液兩相分離去除水溶液中的金屬離子的方法.利用胞外聚合物分離金屬離子,有些細菌在生長過程中釋放的蛋白質,能使溶液中可溶性的重金屬離子轉化為沉澱物而去除.生物吸附劑具有來源廣、價格低、吸附能力強、易於分離回收重金屬等特點,已經被廣泛應用.
3生物化學法
生物化學法指通過微生物處理含重金屬廢水,將可溶性離子轉化為不溶性化合物而去除.硫酸鹽生物還原法是一種典型生物化學法.該法是在厭氧條件下硫酸鹽還原菌通過異化的硫酸鹽還原作用,將硫酸鹽還原成H2S,廢水中的重金屬離子可以和所產生的H2S反應生成溶解度很低的金屬硫化物沉澱而被去除,同時H2SO4的還原作用可將SO42-轉化為S2-而使廢水的pH值升高.因許多重金屬離子氫氧化物的離子積很小而沉澱.有關研究表明,生物化學法處理含Cr6+濃度為30—40mg/L的廢水去除率可達99.67%—99.97%.有人還利用家畜糞便厭氧消化污泥進行礦山酸性廢水重金屬離子的處理,結果表明該方法能有效去除廢水中的重金屬.趙曉紅等人用脫硫腸桿菌(SRV)去除電鍍廢水中的銅離子,在銅質量濃度為246.8mg/L的溶液,當pH為4.0時,去除率達99.12%.
4植物修復法
植物修復法是指利用高等植物通過吸收、沉澱、富集等作用降低已有污染的土壤或地表水的重金屬含量,以達到治理污染、修復環境的目的.植物修復法是利用生態工程治理環境的一種有效方法,它是生物技術處理企業廢水的一種延伸.利用植物處理重金屬,主要有三部分組成:
(1)利用金屬積累植物或超積累植物從廢水中吸取、沉澱或富集有毒金屬;
(2)利用金屬積累植物或超積累植物降低有毒金屬活性,從而可減少重金屬被淋濾到地下或通過空氣載體擴散:
(3)利用金屬積累植物或超積累植物將土壤中或水中的重金屬萃取出來,富集並輸送到植物根部可收割部分和植物地上枝條部分.通過收獲或移去已積累和富集了重金屬植物的枝條,降低土壤或水體中的重金屬濃度.在植物修復技術中能利用的植物有藻類、草本植物、木本植物等.
藻類凈化重金屬廢水的能力,主要表現在對重金屬具有很強的吸附力,利用藻類去除重金屬離子的研究已有大量報道.褐藻對Au的吸收量達400mg/g,在一定條件下綠藻對Cu、Pb、La、Cd、Hg等重金屬離子的去除率達80%—90%,馬尾藻、鼠尾藻對重金屬的吸附雖然不及綠海藻,但仍具有較好的去除能力.
草本植物凈化重金屬廢水的應用已有很多報道.鳳眼蓮是國際上公認和常用的一種治理污染的水生漂浮植物,它具有生長迅速,既能耐低溫、又能耐高溫的特點,能迅速、大量地富集廢水中Cd、Pb、Hg、Ni、Ag、Co、Cr等多種重金屬.有關研究發現鳳眼蓮對鈷和鋅的吸收率分別高達97%和80%.此外,還有很多草本植物具有凈化作用,如喜蓮子草、水龍、刺苦草、浮萍、印度芥菜等.
木本植物具有處理量大、凈化效果好、受氣候影響小、不易造成二次污染等等優點,受到人們廣泛關注.同時對土壤中Cd、Hg等有較強的吸附積累作用,由胡煥斌等試驗結果表明:蘆葦和池杉對重金屬Pb和Cd都有較強富集能力.

㈦ 含有EDTA-Ni的廢水如何處理我們試過燒鹼,重金屬捕集劑、離子交換、硫化鹼等,要求Ni

EDTA-Ni由於其的難處理性,被稱為重金屬廢水處理中的癌症,如果只是加燒鹼、重金回屬捕集劑、離子減緩、硫答化鈉等肯定沒有辦法處理達標,需要如下處理1、氧化處理:利用次氯酸鈉,或者芬頓氧化技術進行氧化處理破絡,將EDTA-Ni中的EDTA進行氧化處理,從而除去一部分。2、重金屬捕集劑RS100螯合再進行氧化處理以後,再加入與鎳結合能力最強的重捕劑RS100進行鰲合反應,從而進一步把鎳離子從EDTA奪走,不同於傳統液體重捕劑,RS100 常溫下為白色粉末,其溶液為無色透明液體,能夠與重金屬離子(Cu2+ 、Ni2+ 、Hg2+ 、Pb2+ 、Cr3+ 、Cd2+ 等)強力結合,生成不溶於水的無害污泥。即使對於絡合態的重金屬離子,RS100也具有相同的處理效果,確保廢水的重金屬含量低於國家排放標准。重捕劑的選型十分關鍵,每種重捕劑的分子量以及結合能力都是不同的,像液體重捕劑結合能力最差,不要輕易選擇。

㈧ 工業蛭石用於處理含銨及重金屬陽離子廢水

彭同江 張寶述 劉福生 孫紅娟

(西南科技大學礦物材料及應用研究所,四川綿陽 621010)

項目來源於國家自然科學基金「含蛭石晶層礦物的間層結構及其多體性自組裝機理研究」(40102006)。

一、內容簡介

本研究使用的樣品采自新疆尉犁蛭石礦的工業蛭石。

(一)工業蛭石對銨的飽和吸附

工業蛭石樣品對銨飽和吸附的同時,釋放出了層間可交換陽離子,且所釋放出來的可交換陽離子的總數與銨離子吸附的總數一致。這表明樣品對銨的吸附幾乎全部是離子交換吸附。決定工業蛭石的銨飽和吸附量的主要因素是樣品結構中蛭石晶層的含量。

(二)工業蛭石對溶液中重金屬離子(Cu2+,Pb2+,Zn2+)的吸附

研究表明,工業蛭石對銨及重金屬離子具有較強的吸附能力,其吸附能力與結構中蛭石晶層的含量呈正相關關系。在低濃度下,對金屬離子Cu2+、Pb2+和Zn2+的吸附屬於離子交換吸附,在30~60 min內可以達到吸附平衡。溶液的pH值及溶液中離子的濃度對吸附量有很大的影響。在高濃度下,對重金屬離子的離子交換吸附達到飽和,並以物理吸附為主。

二、推廣應用

蛭石具有優良的陽離子交換性能和吸附性能,在農業、園藝、環保、建築等領域具有重要的用途。蛭石礦產是我國有較好資源遠景和潛在優勢的非金屬礦產之一。我國蛭石工業由於沒有足夠重視蛭石新產品、新用途的開發,目前我國蛭石的應用更多地局限於輕質保溫材料方面。在當前面臨與日俱增的保溫材料的激烈競爭的情況下,蛭石工業的發展受到了嚴重的影響。

在環保方面,工業污水的處理及其再利用已成為人類面臨的日益重要的課題。目前,國內外利用天然礦物岩石(包括蛭石)的離子交換吸附性能來處理重金屬離子廢水也開展了較多的工作,但大多處於實驗室研究階段。對於工業蛭石來說,產生吸附作用的主要原因是陽離子交換,而陽離子交換性是由工業蛭石中所含有的蛭石晶層及其性質所決定的。研究成果為蛭石在處理含銨及重金屬陽離子廢水中的應用提供了理論基礎。

三、鑒定、獲獎、專利情況

2001年獲四川省科技進步三等獎。

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