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利用赤鐵礦尾礦制備聚合磷硫酸鐵及對污水處理的研究

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時(shí)間:2024-08-20 13:52:10
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利用赤鐵礦尾礦制備聚合磷硫酸鐵及對污水處理的研究【摘要】:礦產(chǎn)資源是人類賴以生存和發(fā)展的重要的基礎(chǔ)原料。我國約有95%的能源和80%的工業(yè)原料都直接或間接地來源于礦產(chǎn)資源。隨著科學(xué)

【摘要】: 礦產(chǎn)資源是人類賴以生存和發(fā)展的重要的基礎(chǔ)原料。我國約有95%的能源和80%的工業(yè)原料都直接或間接地來源于礦產(chǎn)資源。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步和工業(yè)生產(chǎn)的持續(xù)發(fā)展,人類對礦產(chǎn)資源種類和數(shù)量的需求也將日漸增加。 統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示,近年來我國礦山企業(yè)每年產(chǎn)生的尾礦約有26.5億噸,綜合回收利用量為1.8億t,綜合回收利用率為6.95%,尾礦庫占地面積累計(jì)已達(dá)37282km~2,不僅損失浪費(fèi)了尾礦中寶貴的有價(jià)礦產(chǎn)資源,壓占了大量耕地,而且尾礦庫所產(chǎn)生的砂塵對礦山周邊地區(qū)的生態(tài)環(huán)境和水資源造成極大污染。 尾礦雖是礦山排出的廢棄物,但同時(shí)又是潛在的二次資源,對其進(jìn)行有效地開發(fā)是礦產(chǎn)資源綜合利用的重要組成部分,也是節(jié)約利用礦產(chǎn)資源的一個(gè)重要途徑。 本課題介紹了國內(nèi)外尾礦的處理、綜合利用現(xiàn)狀及目前尾礦利用存在的問題,選擇了恩施赤鐵礦磁選后的尾礦作為研究對象,通過酸浸、還原、聚合等一系列工藝,制備出高鹽基度的聚合磷硫酸鐵(PFPS)。并利用制備出的聚合磷硫酸鐵對模擬高嶺土廢水進(jìn)行處理。 在酸浸試驗(yàn)過程中,考察了溫度、攪拌時(shí)間、攪拌速度、酸用量和礦物粒度對全鐵浸出率的影響,從而確定了酸浸過程的較佳條件為溫度90℃,攪拌時(shí)間1.5個(gè)小時(shí),攪拌速度400r/min,酸過量系數(shù)1.5;在還原試驗(yàn)過程中,考察了反應(yīng)溫度為50℃時(shí)Fe~(3+)還原率與時(shí)間關(guān)系,時(shí)間、溫度、鐵屑加入量對Fe~(3+)還原率的影響,確定了按原過程的較佳條件為時(shí)間2小時(shí),溫度50℃,鐵屑過量系數(shù)為1.4:在聚合PFPS的過程中,研究了氧化劑用量與Fe~(2+)轉(zhuǎn)化率之間的關(guān)系,以及磷酸鈉、聚合溫度、聚合時(shí)間對聚合產(chǎn)品鹽基度的影響,確定了較佳條件為n(NaClO):n(Fe~(2+))=0.16,n(Na_3PO_4):n(Fe~(2+))=0.075,聚合溫度75℃,聚合時(shí)間30min。 對高嶺土模擬水樣中投加自制PFPS、PFS和PAC等絮凝劑進(jìn)行絮凝實(shí)驗(yàn),考察了pH值、絮凝劑用量以及沉降時(shí)間對余濁和透光率的影響,結(jié)果顯示,在絮凝實(shí)驗(yàn)中,自制PFPS的絮凝性能遠(yuǎn)優(yōu)于PFS和PAC。 最后,分析了課題生產(chǎn)成本及市場前景,認(rèn)為利用赤鐵礦尾礦制備出PFPS產(chǎn)品,該法具有廣闊的市場潛力和明顯的競爭優(yōu)勢。 【關(guān)鍵詞】:赤鐵礦尾礦 絮凝劑 聚合磷硫酸鐵 PFPS
【學(xué)位授予單位】:武漢理工大學(xué)
【學(xué)位級別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2008
【分類號】:X703
【目錄】:
  • 摘要4-5
  • Abstract5-9
  • 第1章 緒論9-30
  • 1.1 國內(nèi)外尾礦處理現(xiàn)狀9-10
  • 1.2 尾礦綜合利用現(xiàn)狀10-14
  • 1.2.1 尾礦二次回收10
  • 1.2.2 尾礦的整體利用10-14
  • 1.3 尾礦利用存在的問題分析14-15
  • 1.3.1 綜合利用意識淡薄,資源浪費(fèi)現(xiàn)象嚴(yán)重14
  • 1.3.2 生產(chǎn)技術(shù)落后,資源利用率偏低14-15
  • 1.4 尾礦綜合利用有良好的經(jīng)濟(jì)效益15-16
  • 1.5 恩施赤鐵礦16-18
  • 1.6 我國絮凝劑的開發(fā)簡況18-20
  • 1.7 絮凝劑的分類及其主要發(fā)展趨勢20-22
  • 1.8 聚合鐵鹽絮凝劑的研究進(jìn)展22-27
  • 1.8.1 合成原理與方法22
  • 1.8.2 PFPS的合成現(xiàn)狀22-26
  • 1.8.3 聚合鐵鹽應(yīng)用與聚合鋁鹽絮凝劑性能比較26-27
  • 1.8.4 聚合鐵鹽絮凝劑的改性27
  • 1.9 本課題研究內(nèi)容及意義27-30
  • 第2章 酸浸實(shí)驗(yàn)30-37
  • 2.1 主要實(shí)驗(yàn)儀器30
  • 2.2 恩施赤鐵礦尾礦的化學(xué)成分30
  • 2.3 產(chǎn)品性能的測試方法(根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)GB14591-2006)30-32
  • 2.3.1 全鐵含量的測定30-31
  • 2.3.2 Fe~(3+)含量的測定31-32
  • 2.3.3 鹽基度的測定32
  • 2.4 酸浸實(shí)驗(yàn)32-36
  • 2.4.1 各因素對全鐵浸出率的影響33-36
  • 2.5 本章小結(jié)36-37
  • 第3章 硫酸亞鐵的制備37-43
  • 3.1 還原實(shí)驗(yàn)39-41
  • 3.1.1 時(shí)間對還原率的影響39-40
  • 3.1.2 溫度對還原率的影響40
  • 3.1.3 鐵屑加入量對還原率的影響40-41
  • 3.2 本章小結(jié)41-43
  • 第4章 PFPS合成43-51
  • 4.1 聚合磷硫酸鐵的制備方法43
  • 4.2 PFPS合成影響因素43-48
  • 4.2.1 鹽基度的影響44
  • 4.2.2 NaClO用量的影響44-45
  • 4.2.3 磷酸鈉用量的影響45-46
  • 4.2.4 聚合溫度的影響46-47
  • 4.2.5 聚合時(shí)間的影響47-48
  • 4.3 產(chǎn)品擴(kuò)大化探討48-50
  • 4.4 本章小結(jié)50-51
  • 第5章 絮凝實(shí)驗(yàn)51-56
  • 5.1 主要實(shí)驗(yàn)儀器51
  • 5.2 pH值對PFPS絮凝效果的影響51-52
  • 5.3 絮凝劑用量對高嶺土模擬水樣的余濁和透光率的影響52-54
  • 5.4 沉降時(shí)間對高嶺土模擬水樣的余濁和透光率的影響54-55
  • 5.5 本章小結(jié)55-56
  • 第6章 絮凝劑理論研究56-61
  • 6.1 絮凝作用機(jī)理57-61
  • 6.1.1 絮凝原理57-59
  • 6.1.2 絮凝動力學(xué)59-61
  • 第7章 結(jié)論61-62
  • 參考文獻(xiàn)62-65
  • 致謝65-66
  • 附錄: 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的論文及參加項(xiàng)目66


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