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《贵州大学》 2008年
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改性活性炭吸附去除氟硅酸中砷的研究

胡琳  
【摘要】: 氟硅酸是湿法磷酸生产中产生的副产品,在湿法磷酸浓缩过程中,湿法磷酸中的氟以四氟化硅的形式逸出,被水吸收便成为氟硅酸溶液。在生产过程中磷矿中含有的砷杂质也进入到湿法磷酸,并且随着湿法磷酸的浓缩也同四氟化硅一起逸出,存留于氟硅酸溶液中。为了能够得到更高质量的氟硅酸后续产品,就必须严格控制其砷含量。因此,有效的除去湿法磷酸副产品氟硅酸中的砷杂质具有重要的意义和经济价值。 本文采用活性炭吸附法去除氟硅酸中的砷,主要进行了活性炭的改性和改性活性炭的除砷两方面研究。 本研究利用正交试验设计方法对活性炭进行两种方式的改性,一是进行酸、碱改性处理,溶去活性炭中的酸、碱可溶物质来提高活性炭的吸附量;二是负载三价铁盐离子,改变活性炭表面的化学环境来增大活性炭吸附容量。实验结果表明:第一种改性方法,活性炭经过5%的酸、碱交替处理,浸渍5小时,活性炭对砷的去除率最为理想;第二种方法是在第一种改性的基础上,将活性炭经过0.68mol/L的三氯化铁溶液活化24小时,可以使活性炭对砷的去除率达到最大。 改性活性炭的除砷研究按二次回归旋转设计方法组织实验进行,对活性炭用量、反应温度及反应时间进行筛选研究。通过对实验数据处理分析结果表明,在实验采用的条件范围内,活性炭用量和反应温度两个因素对除砷率有高度显著的影响,而反应时间对除砷率的影响不大。通过实验得到了改性活性炭吸附去除氟硅酸中砷的最佳工艺条件:改性活性炭的用量为0.232g╱mL氟硅酸原料液;吸附时间为4.5h;吸附温度为15℃。在此工艺条件下的除砷率可达77.6%以上。
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