粘土矿物材料对重金属离子的吸附机理探讨.pdf

分类号 UDC 学校代码 1 2 密级 学位论文 粘土矿物材料对重金属离子的吸附机理探讨 王宜鑫 指导教师姓名盐立整撞 堑刿盘生 江蒸扬刿12 2 5 Q Q 窆 申请学位级别 塑学科专业名称撞堑萱差鲎 论文提交日期 2 Q Q Z 生5 旦 学位授予单位扬刿盘生 论文答辩日期2 Q Q Z 生昼旦 学位授予日期2 Q Q Z 生鱼旦 答辩委员会主席盟忘垫蕉 论文评阅人 篮堕盎墼撞 垡壹嗑垫撞 二0 0 七年六月 王宜鑫粘士矿物材料对重金属离子的吸附机理探讨 粘土矿物材料对重金属离子的吸附机理探讨 摘要 本文以三种不同的粘土矿物为材料，研究了不同条件下它们对重金属离子的 吸附效果，比较了它们的吸附差异性，探讨了不同粘土矿物材料对重金属离子的 吸附特征，同时研究了C u 2 和Z n 2 共存条件下，天然膨润土对其吸附效果及其影 晌因素，并比较了与其单独存在下的吸附差异性，以期为实际应用提供参考。通 过研究膨润土对重金属离子不同吸附类型的吸附量及膨润土吸附重金属离子前后 的结构变化，探讨了膨润土吸附重金属离子的有关机理，以期为更好地利用膨润 土等粘土矿物材料处理重金属废水提供理论依据．同时，本实验首次利用羟基铬 柱撑膨润土处理含C r V I 模拟废水，探讨了羟基铝、羟基铬柱撑膨润土对C r V i 的吸附效果，讨论其与原膨润土对C r V I 的吸附差异性，并且观察了羟基铝、羟 基铬柱撑膨润土与原膨润土的x 射线衍射特征变化，初步探讨了其吸附机理。研 究的主要结果如下 。 1 对于具有可膨胀层间的粘土矿物而言，其对目标重金属的吸附量不仅仅由单 一的阳离予交换量所决定。就吸附特点而言，在一定的浓度范围内，所试三 种矿物 膨润土、蛭石、沸石 对C u “、Z n 2 、C d 2 和p b 2 的吸附均星很好 的直线关系。 2 重金属离子在矿物表面的吸附过程是个迅速的过程，矿物对重金属离矛的吸 附在1 0 m i n 内即可达最大值。粘土矿物不同颗粒细度对重金属离子的去除率 有所不同，但并非颗粒越细吸附量越大。较高的p H 6 左右 有助于秸土矿 物对溶液中重金属离子的吸附，但考虑到实际操作的其它因素，不能把p H 调得过高。 3 C u 2 、Z n 2 共存条件下，膨润土对其吸附依然是迅速的过程，1 0 m i n 内即可 达最大值。膨润土不同颗粒缅度对C u 2 和Z n 2 的吸附量变化与其单独存在 条件下一致。较高的p H 6 左右 仍然有助于膨润土对混合溶液中c u 2 的吸 2扬州大学硕士论文 。 附，但对Z n 2 的吸附较其单独存在下受p H 的影响小。 4 z n 2 的存在对膨润土吸附C u 2 有一定影响，但膨润土吸附混合液中z n 2 的量大于C u 2 的吸附减少量。相对于z n 2 对膨润土吸附c u 2 的影响， c u 2 对膨润土吸附Z n 2 的影响更大。 5 相同重金属摩尔浓度条件下。膨润土对C u 2 的吸附量稍高于Z n 2 和c d 2 ， 但总体相差不大。即膨润土对重金属离子的吸附量主要由溶液中重金属离 子的摩尔浓度决定的，而与重金属离子的种类关系不大。 6 膨润土对C u 2 的吸附基本上都是晶层吸附，而对Z n 2 和C d 2 的吸附既存 在表面吸附又存在晶层吸附。膨润土对C u 2 、Z n 2 和C A 2 的晶层吸附量 大小顺序依次为C u 2 z n 2 C d 2 。吸附C u 2 ．以后膨润土层间距加大，说 明有一部分的C u 2 进入到了膨润土的层闻。 7 除2 0 0 “ 1 2 热活化膨润土对C u 2 的吸附量较天然膨润土稍大外，4 0 0 “ 2 、6 0 0 “ 3 和8 0 0 “ 2 热活化膨润土对C u 2 的吸附量均比天然膨润土小。同时，不同热 活化膨润土的d ∞l 值均低于天然膨润土，且其d o o I 衍射峰明显向高角度偏 移，衍射峰强度也低于天然膨润土。 8 不同体积分数硫酸活化后膨润土对C 矗2 的吸附量均较天然膨润土有所降 低。不同酸改性膨润土的d o o l 衍射峰强度均低于天然膨润土，除2 0 0 , 6 硫酸 活化土外，不同酸活化膨润土的d o o l 值也均较天然膨润土小。 9 酸．钠化膨润土对c u 2 的吸附明显优于天然膨润土。膨润土经酸．钠改性后， 其d o or 衍射峰明显发生偏移，衍射峰强度显著降低，d 0 0 1 值也由1 ．5 3 0 1 n m 降至I ．2 5 7 1 n m 。 1 0 羟基铬柱撑膨润土对溶液中C r W I 的吸附显著好于羟基铝柱撑膨润土和原 膨润土。羟基铬柱撑膨润土对C r V I 的吸附在3 0m i n 内即可达到吸附平衡。 在溶液浓度为2 0 m gL 。以下时，羟基铬柱撑膨润土对溶液中C r W I 的吸附 王宜鑫粘土矿物材料对重金属离子的吸附机理探讨 量与溶液c r Ⅵ 浓度呈很好的直线关系，可用二元一次方程来表示 y - - o ．0 1 9 9 x - 0 ．0 1 7 ．R Z 0 ．9 9 0 8 。 I I 溶液p H 在4 - 1 0 范围内时，羟基铬柱撑膨润土对溶液中C r Ⅵ 的吸附效果 均很好，在p H 为1 2 时，其对C r Ⅵ 的吸附量明显降低；羟基铝柱撑膨润 土对c r Ⅵ 的吸附受溶液p H 的影响很小。 关键词粘土矿物；改性；重金属；吸附；机理 4 扬州大学硕士论文 S t u d yo nt h eA d s o r p t i o no fH e a v yM e t a l sw i t h D i f f e r e n tC l a yM i n e r a l s A b s t r a c t I nt h i sp a p e r , t h ea d s o r p t i o ne f f e c to ft h r e ek i n do fd i f f e r e n tc l a ym i n e r a l sa sa m a t e r i a lt oh e a v ym e t a l sw a ss t u d i e di nd i f f e r e n tc o n d i t i o n s ．C o m p a r e dw i t ht h e i r a d s o r p t i o nd i f f e r e n c e ，t h i sa r t i c l eh a sd i s c u s s e dt h ed i f f e r e n tc l a ym i n e r a lm a t e r i a lt ot h e h e a v ym e t a l sa d s o r p t i o nc h a r a c t e r i s t i c ．s i m u l t a n e o u s l yh a ss t u d i e dC u 2 a n du n d e rt h e Z n 2 c o e x i s t e n tc o n d i t i o n , t h en a t u r a lb e n t o n i t et oi t sa d s o r p t i o ne f f e c ta n di t st h e i n f l u e n c ef a c t o r ，a n dh a se o m p a r e di fu n d e rt h ea l o n ee x i s t e n c ea d s o I p t - 0 nd i f f e r e n c e ． A n dt h ea d s o r p t i o nq u a n t i t yo fd i f f e r e n ts t y l e st oh e a v ym e t a l sa n dt h ec h a n g eo f s t r u c t u r eo f b e n t o n i t ef o r e - a n d - a f t 、Ⅳc r es t u d i e di nt h i sp a p e r ．T h er e l a t e dm e c h a n i s mo f a d s o r p t i o nt oh e a v ym e t a l so nb e n t o n i t ew a sd i s c u s s e d , a su s e dc l a ym i n e r a lm a t e r i a l h a n d l i n gh e a v ym e t a l sw a s t ew a t e rw e l l ．A tt h es a n l et i m e ．t h i se x p e r i m e n tl l s e sp i l l a r e d b e n t o n i t ep r o c e s s i n gu s i n gt h eh y d r o x y l - c h r o m i u mt oa d s o r bC r v of o rt h ef i r s tt i m e ． T h ea d s o r p t i o ne f f e c to ft h eh y d r o x y - a l u m i n i u ma n dt h eh y d r o x y l - c h r o m i u mb e n t o n i t e t oC rf v i 、h a sa l s od i s c u s s e d ．A n dt h eX - m yd i f f r a c t i o nc h a r a c t e r i s t i cc h a n g eo ft h e h y d r o x y a l u m i n i u mb e n t o n i t e ，t h eh y d r o x y l - c h r o m i u mb e n t o n i t ea n dt h eo r i g i n a l b e n t o n i t eW a so b s e r v e di nt h i sp a p e r ．I t sa d s o r p t i o nm e c h a n i s mh a sd i s c u s s e di n i t i a l l y ． T h er e s u l t sa sf o l l o w s 1 T h eq u a n t i t y o f a d s o r p t i o n b ye x p a n s i b i l i t yc l a y m i n e r a l i s n o t j u s t d e c i d e d b y s i n g l eC E C ．S p e a k i n go ft h ea d s o r p t i o nc h a r a c t e r i s t i c ，i nt h ec e r t a i nd e n s i t ys c o p e ，t h r e e k i n do fm i n e r a l st oC u 2 , Z n 2 ．c d 2 a n dt h eP f f a d s o r p t i o na s s u m e st h ev e r yg o o d I i n e a rr e l a t i o n ． 2 T h ea d s o r p t i o no fh e a v ym e t a l so nc l a ym i n e r a l ss u r f a c ei sar a p i dp r o c e s s ． 王宜鑫粘土矿物材料对重金属离子的吸附机理探讨 5 t h em a x i m a lq u a n t i t yo fa d s o r p t i o na p p e a r si nt e nm i n u t e s ．T h ed i f f e r e n tg r a n u l a r i t yo f d a ym i n e r a l sh a sd i f f e r e n ta d s o r p t i o ne f f e c t st oh e a v ym e t a l s ，b u tt h eq u a n t i t yo f a d s o r p t i o ni sn o tc h a n g e db yg r a n u l a r i t yo fc l a ym i n e r a l sa l lt h ew h i l e ．T h eb i g g i s hp H v a l u e a b o u t 价o f s o l u t i o nc o n d u c e st ot h ea d s o r p t i o no f c l a ym i n e r a l st oh e a v ym e t a l s , b u tt h ep Hv a l u ec 锄n o tb er e g u l a t e dt o oh i g hc o n s i d e r e dt oo t h e rf a c t o r so ff a c t u a l o p e r a t i o n ． 3 T h ea d s o r p t i o no ft h ec o e x i s t e n c eo fc 矿a n dz n 2 0 1 1b e n t o n i t es u r f a c ei s a l s oar a p i dp r o c e s s ，t h em a x i m a lq u a n t i t yo fa d s o r p t i o na p p e a r si nt e nm i n u t e s ．T h e a d s o r p t i o ne f f e c to fd i f f e r e n tg r a n u l a r i t yb e n t o n i t et ot h ec o e x i s t e n c eo fC u 2 a n dZ f P W a Sa l s oc o n s i s t e n tw i t ht h e i rs i n g l ee x i s t ．T h eb i g g i s hp Hv a l u eo fs o l u t i o ne o n d u e e st o t h ea d s o r p t i o no f b e n t o n i t et ot h e m ． 4 T h ea d s o r p t i o no fc u 2 t ot h eb e n t o n i t eh a sac e l t a i ni n f l u e n c ew h e nZ n 2 e x i s t e n c e ，b u ti nt h eb e n t o n i t ea d s o r p t i o ni n t e r m i x t u r et h eZ n 2 q u a n t i t yi sb i g g e rt h a n C u 2 ．C o m p a r ew i t ht h ei n f l u e n c eo fa d s o r b sC u 2 t ot h eb e n t o n i t eb yz r l 2 ．t h e i n f l u e n c eo f a d s o r b sz n 2 t ot h eb e n t o n i t eb yc u 2 i sb i g g e r ． 5 U n d e rt h es a m eh e a v ym e t a lm o l a rd e n s i t yc o n d i t i o n , t h eq u a n t i t yo f a d s o r p t i o no fb e n t o n i t es l i g h t l yi sh i g h e rt h a nZ n 2 a n dC d 2 t oc u 2 ．b u tt h eo v e r a l l d i f f e r e n c ei sn o tb i g ．N a m e l yt h eb e n t o n i t ea d s o r p t i o nm a i n l yd e t e r m i n a t e db yh e a v y m e t a li o nm o l a rd e n s i t yi ns o l u t i o n ． 6 T h ea d s o r p t i o no fb e n t o n i t et ot h eC u pi st h ec r y s t a ll e v e l a d s o r p t i o n b a s i c a l l y , b u tt oZ n 2 a n dC d z a d s o r p t i o nb o t he x i s t e n c es u r f a c ea d s o r p t i o na n d e x i s t e n c ec r y s t a ll e v e la d s o r p t i o n ．T h eb e n t o n i t et oC u 2 ．Z n 2 a n dt h eC A 2 c r y s t a ll e v e l a d s o r p t i o ns i z eo r d e ri sC U 2 Z n 2 c , 1 2 ．T h eb e n t o n i t el e v e ls p a c i n ge n l a r g e dw h e n a d s o r b i n gC a 2 ，i tc a nb ee x p l a i n e dt h e r eh a dp a r to f C u 2 e n t e rt ot h eb e n t o n i t el e v e l ． 7 B e s i d e s2 0 0 1 2h o ta c t i v a t i o nb e n t o n i t e ，t h eq u a n t i t yo f a d s o r p t i o nt oc u 2 i s 6扬州大学硕士论文 s m a l l e rt h a nn a t u r a lb e n t o n i t e ，s u c ha s4 0 0 ℃，6 0 0 ℃a n d8 0 0 ℃h o ta c t i v a t i o nb e n t o n i t e A tt h eS a m et i m e ，t h ed 0 0 1v a l u e so fd i f f e r e n th o ta c t i v a t i o nb e n t o n i t e sw e r el o w e rt h a n t h en a t u r a lb e n t o n i t e ，a l s oi t sd 0 0 , d i f f r a c t i o np e a ko b v i o u s l yd i s p l a c e m e n tt ot h eh i 【曲 a n g l e ，t h ed i f f r a c t i o np e a ki n t e n s i t ya l s oi sl o w e r t h a nt h eu a t u ／ a lb e n t o n i t e ． 墨 T h eq u a n t i t yo fa d s o r p t i o nt oc u 2 o f d i f f e r e n ta c i d i f i c a t i o nb e n t o n i t e sw a s l o w e rt h a nt h en a t u r a lb e n t o n i t e ．T h ed i f f r a c t i o np e a ki n t e n s i t yi sl o w e rt h a nt h en a t u r a l b e n t o n i t e ，a n dt h ed o o iv a l u e so fd i f f e r e n ta c i d i f i c a t i o nb e n t o n i t e sw e r el o w e rt h a nt h e n a t u r a lb e n t o n i t eb e s i d e s2 0 ％s u l f u r i ca c i d i f i c a t i o nb e n t o n i t e s ． 9 T h ea c i d s o d i u mb e n t o n i t eo b v i o u s l ys u r p a s s e st h en a t l J m lb e n t o n i t et ot h e C u 2 a d s o r p t i o n ．T h eb e n t o n i t ea f t e rt h ea c i d ．s o d i u mm o d i f i c a t i o n , i t sd ∞ld i f f r a c t i o n p e a l 【o b v i o u s l yh a st h ed i s p l a c e m e n t ，t h ed i f f r a c t i o np e a l 【i n t e n s i t yr e m a r k a b l yr e d u c e s ， a n dt h ed o o lv a l u ea l s of a l l sb y1 ．5 3 0 1 劬t o1 ．2 5 7 1 啪． 10 T h e a d s o r p t i o nt oC r ⅣI o f t h eh y d r o x y l - c h r o m i u mb e n t o n i t ei sb e t t e rt h a n t h eh y d r o x y - a l u m i n i u m c o l u r n nb e n t o n i t ea n dt h e o r i g i n a lb e n t o n i t e ．T h em a x i m a l q u a n t i t yo f a d s o r p t i o no nt h eh y d r o x y l - c h r o m i u mb e n t o n i t ea p p e a r si n3 0m i n u t e ．W h e n t h es o l u t i o nc o n c e n t r a t i o ni sb e l o w2 0m gL 一，t h eq u a n t i t yo fa d s o r p t i o nt oC rf v I o n t h eh y d r o x y l c h r o m i u mb e n t o n i t ei sv e r yg o o dl i n e a rr e l a t i o nw i t hs o l u t i o nC r v D m a yu s et h ed u a lf i r s tp o w e rr e g u l a t i o nt oi n d i c a t e y O ．0 1 9 9 x - 0 ．0 1 7 ．群 o ．9 9 0 8 ． 1 1 W h e nt h es o l u t i o np Hi si nt h es c a p eo f 4t 01 0 ，t h ea d s o r p t i o ne f f e c tt oC r f v I o nh y d r o x y l - c h r o m i u mb e n t o n i t ei sw e l l ．A n dw h e nt h es o l u t i o np Hi s1 2 ，t h e q u a n t i t yo fa d s o r p t i o nt oC r v I o b v i o u s l yr e d u c e s ．T h ei n f l u e n c eo fs o l u t i o np Ho f a d s o r p t i o nt oC r v I o nt h eh y d r o x y a l u m i n i u mb e n t o n i t ei ss m a l l ． K e yw o r d s c l a ym i n e r a l ，m o d i f r , h e a v ym e t a l s ，a d s o r p t i o n , m e c h a n i s m 王宜鑫粘土矿物材料对重金属离子的吸附机理探讨 文献综述 虽然近十年来，人们对环境污染问题产生的机理及其防治措施的研究取得了许 多重要进展，但环境问题仍不乐观。其中重金属污染及其危害性己引起国内外环 境地质界和环境工程界的广泛关注。 ． 在废水处理尤其是工业废水处理中，常用的吸附方法多为活性碳【l l ，但因活性 碳吸附剂存在着明显的缺陷 1 价格昂贵； 2 选择性差，适用范围有限； 3 再生设备少、费用高、再生困难。因此，研制价格低廉、选择性好、易再生的系 列水处理净化新材料已成为目前研究开发的热点。 2 0 世纪9 0 年代，出现了- - f ] 新兴的学科一环境材料 e c o m a t e r i a l ，其特征是 节约资源和能源、减少环境污染以及资源易于回收和循环再利t 2 1 。有“千种用途 土”之称的膨润土，在非金属矿产开发与利用中，越来越受到人们的重视。就膨润 土的用途而言，据统计，可达4 0 0 余种。如水质净化和污水处理、石油工业、 造纸工业、食品工业、化学工业、采矿工业、铸造工业、建筑工业以及农业等方 面都得到应用。在我国，虽然膨润土资源非常丰富。但是累计开采量还不到探明 储量的1 ％，而且所开发出的用途只有数十种，某些产品还不能够满足国内的需要。 尤其是有机膨润土，目前仍然以进口为主。在水质净化和污水处理方面，膨润土 的开发与应用虽然己经取得了一些进展，但是仍然需要开发高效廉价、物理化学 性质稳定以及可以工业化的吸附剂或絮凝剂‘3 1 。近年来，对改性粘土吸附新材料的 研究已成为热门课题之一。． ， l 世界水问题及我国水资源现状 水是地球上最宝贵的资源。虽然地球表面的7 1 ％为水域，然而其中仅不足3 ％ 为淡水，在这仅有淡水资源中只有不足l ％可供人类直接使用。自从进入2 l 世纪 以来，淡水资源短缺己成为全球气候变暖之后的最大问题，并严重威胁人类的进 步与发展。2 0 0 0 年8 月1 0 日，世界2 1 世纪水资源委员会主席、世界银行副行长 扬州大学硕士论文 伊斯梅尔萨拉杰丁在出席斯德哥尔摩国际水资源问题讨论会时说，造成水荒的主 要原因有两个一是世界水资源的分布不均；二是水资源被严重污染和浪费。据 亚洲开发银行 2 0 0 1 亚洲环境展望介绍，有1 ／3 的亚洲人没有安全可靠的饮用 水，而不断恶化的环境质量和对自然资源的依赖正在阻碍经济发展。 我国的水资源总量是丰富的，长江、黄河、珠江、黑龙江四大流域是我国文化、 经济发展的中心地区。但是，由于人口众多，我国人均占有水资源为2 3 0 0 立方米 ／A 年左右，仅为世界人均占有水量的1 ／4 。我国进入2 1 世纪后面临的情况和全世 界一样，水资源短缺曰益严重。2 0 0 0 年因春夏连旱造成北方1 0 0 多座城市被迫限 制供水[ 4 1 。在全国6 7 0 座城市中，有4 0 0 多座城市不同程度的缺水，其中严重缺水 的城市达1 3 0 多座，日缺水量达1 6 0 0 万吨。目前有不少河流断流，黄河1 9 9 2 年 断流7 0 天，1 9 9 7 年断流达到2 2 6 天，永定河断流严重，江河沿岸用水己经非常困 难垆J 。缺水己成为阻碍我国经济发展的瓶颈。据统计，随着城市化水平提高，工业 化规模扩大，我国9 0 ％以上的城市水域受到不同程度的污染旧． 水质性缺水在一些城市愈演愈烈，不少饮用水水源地因发展经济时不注意保 护，己受到工业、生活污染等不利影响，揭东等地甚至出现了沿江居民守着江河 买水喝的现象。饮用水源中重金属和有机物含量的增加加重了自来水净化的成本， 也存在致癌、致畸、致突变的潜在威胁，直接影响到人民的生活和健康。水质污 染已使许多地区的人民开始品尝到了自己种下的苦果。整治污染，保护水资源已 经到了刻不容缓的时刻。 2 重金属废水及其处理方法。 2 ．1 重金属废水的来源 重金属废水主要来自矿山坑道排水、废石场淋滤水、选矿场尾矿排水、有色金 属冶炼厂除尘排水、有色金属加工厂酸洗废水、电镀厂电镀废水、钢铁厂酸洗排 水及电解、农药、医药、油漆、染料等各种工业所排放的同。 王宜鑫粘土矿物材科对重金属离子的吸附机理探讨 9 电镀废水是重金属废水的重要来源。电镀废水主要包括电镀漂洗废水、钝化废 水、镀件酸洗废水、刷洗地坪和极板的废水以及由于操作或管理不善引起的“跑、 冒、滴、漏”产生的废水，另外还有废水处理过程中自来水的排放以及化验室的排 水等。电镀废水中主要的污染物均为各种金属离子，常见的金属离子有铬、铜、 镍、铅、铝、金、银、镉、铁等。 2 ．2 重金属废水的危害 随着工业生产的发展，重金属污染物向环境的捧放量日趋增加，造成水体受到 不同程度的污染，过量的重金属离子如铜、锌、镉等对生物体具有毒性。人们利 用重金属污染的水体灌溉农田．造成土壤的重金属污染，而进入土壤中的重金属 不易降解，迁移能力差，容易在土壤中积累和在作物体内残留，最终通过食物链 进入人体并在体内蓄积，构成对人体的潜在危害。脚。 例如，废水含有过量的铜对生物的生长发育会造成危害。铜盐对人体具有较大 的毒性。可造成肝肾损害，还能损伤红细胞而引起血管内溶血嘲．废水中的锌也有 很多危害，人体吸入过量的锌会造成急性肠胃炎症状，出现锌顽固性贫血，食欲 下降，还伴有血清脂肪酶及淀粉酶增高。人体长期过量摄取含锌食物，会导致体 内Z n ／C u 比值过高，从而影响胆固醇代谢，形成商胆固醇血症，导致动脉粥样硬 化、高血压、冠心病等【1 0 1 。2 0 世纪6 0 年代，日本的富山县神通川流域、由于铅锌 冶炼厂排放的含镉废水污染水稻田．居民长期食用含镉稻米和含镉水而造成镉中 毒。镉进入人体后可破坏人体的骨骼系统，使骨质变脆易折，也就是所谓的“骨痛 病”。由此，人们开始意识到，镉极易被植物的根系吸收面向籽实迁移，然后通过 食物链进入人体，从而对人类的生命健康构成威胁。随后，有关镉在土壤．作物系 统内的迁移、富集及对镉污染土壤的治理和植物修复等问题在世界范围内引起了 高度重视和深入研究【I ”。铅是作用于人体全身各系统和器官的累积性毒物。主要 累积于神经、造血、消化、心血管等系统和肾脏。经饮水、食物进入消化道的铅， 有5 - 1 0 ％被人体吸收，其主要损害是坏骨髓造血系统和神经系统，因为铅能干扰血 l O扬州大学硕士论文 红素的合成，并抑制酶的活动而导致咯血，因此铅中毒的一个主要症状是贫血， 另一个主要症状是未梢神经炎，出现运动和感觉障碍。铅污染不仅影响人体健康， 而且影响儿童智力的发育l I2 】。 2 ．3 重金属废水的处理方法 重金属种类不同，在溶液中存在的形态各异，因而处理方法也不一样，常用 的处理方法分两类传统的重金属废水处理方法有沉淀法、电化学法、离子交换 法等㈣；第二类是使废水中的重金属在不改变其化学形态的条件下进行浓缩和分 离，具体方法有反渗透法、电渗析法、蒸发浓缩法等。通常多采用第一种方法， 第二种方法只有在特殊情况下采用。但是常用的这些处理方法成本很高，有的处 理后仍含有相当浓度的重金属。 2 ．3 ．1 化学法 化学法处理重金属废水的应用技术容易实现，只要化学反应药荆的选择准确无 误，可以根据化学反应方程式准确地计算应投加量，物尽其用不会浪费。废水量 少时可以用简单的手工操作处理，或使用处理重金属废水的一步处理机。水量大、 条件允许时可以用大型设备自动化操作。对不同的重金属离子给予不同的条件， 可以按照人们预先设定的程序完成对重金属废水的处理。目前，化学法广泛应用 于电镀含重金属离子废水、采矿冶炼产生的含重金属离子废水的处理。 2 ．3 ．1 ．1 化学沉淀法 化学沉淀的处理对象主要是重金属离子 铜、铬、汞、铅、锌等 以及两性元素 砷 。主要的化学沉淀工艺如下①投加化学沉淀荆，使重金属发生化学反应，生 成难溶的化学物质。②调节p H 使污染物形成难溶的氢氧化物。③通过凝聚、沉降、 浮选、过滤、吸附等方法，将难溶物从溶液中分离出来【1 4 l 。 2 ⋯3 12 氧化还原法 化学氧化是指利用强氧化剂氧化分解废水中的污染物质，以达到净化废水的一 王宜鑫粘土矿物材料对重金属离子的吸附机理探讨 l l 类方法。一般而言，还原与氧化反应同时发生，但工程上常习惯性分为药剂氧化 法、药剂还原法。药剂还原法主要用于处理废水中的c ，、c d 2 和H 矿重金属 离子，在很多废水处理流程中，都用铁屑作还原剂来处理c ，、H 矿 ． 2 ．3 ．1 ．3 铁氧体沉淀法 铁氧体沉淀法是随湿法生产铁氧体技术发展起来的～种新型处理方法。该法 是使废水中的各种金属离子与铁氧体形成晶粒一起沉淀析出，从而使废承得到净 化。形成铁氧体的条件是p } p 8 ．9 时，供应足量的F e 2 、F e ’ 、F e 2 F e } l 2 摩尔比 B 5 ] 。铁氧体法处理含重金属离子的废水，能一次脱除废水中的多种金 属离子，对脱除C r 、P b 、Z l l 、C d 、H g 、C u 等离子均有很好的效果。 2 ．3 ．2 理化吸附法 低浓度的重金属离子，尤其大量排放物中的痕量重金属离子无法用传统的化学 沉降法、反渗透法、离子交换树脂法去除。这是废水处理的一大难题，吸附法是 解决这个问题的有效方