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《中国地质大学(北京)》 2005年
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大洋多金属结核及富钴结壳浸出渣动态吸附重金属离子实验研究

陈锦  
【摘要】:大洋多金属结核与富钴结壳是具有潜在开发价值的海底矿产资源。本文以太平洋海底的多金属结核经氨浸工艺提取Ni、Co、Cu 后的氨浸渣和富钴结壳经酸浸工艺提取Ni、Co、Cu、Mn、Zn 后的酸浸渣为对象,研究了浸出渣吸附剂的造粒工艺、浸出渣颗粒的比表面积和孔道结构,测定了浸出渣颗粒的吸水率,进行了浸出渣颗粒动态吸附溶液中Cu2+、Cd2+、Pb2+的实验研究。取得的主要成果有:  1、分别以氨浸渣和酸浸渣为主要原料、天然高岭土为粘结剂、天然蛭石为膨胀剂成功制备了浸出渣颗粒。造粒工艺采用挤压法,颗粒粒径在0.45-0.8mm。浸出渣造粒的实际配比和煅烧条件为:浸出渣66%(质量分数,下同),高岭土21%,蛭石13%,煅烧温度820℃,煅烧时间20min。  2、实验发现,以浸出渣为主要原料制备的浸出渣颗粒吸水率较高、比表面积较大、孔道相互连通。氨浸渣颗粒和酸浸渣颗粒的比表面积分别为18.61m2/g和35.62m2/g;吸水率分别为10.64%和12.90%。  3、实验表明,溶液的pH 值、初始浓度、流速都对吸附性能具有明显影响。在本文实验条件下,pH 值越大,吸附性能越好;流速越慢,吸附越充分;溶液初始浓度越小,穿透体积越大。用3.5g 氨浸渣颗粒吸附浓度为13.5mg/L、流速为16.67mL/h 的Cu2+溶液,当pH=2.78 时,穿透体积为125 mL;pH=5.35 时,穿透体积为825 mL。用3.5g 氨浸渣颗粒吸附浓度为27mg/L、pH=5.35 的Cu2+溶液,当流速为16.67mL/h 时,穿透体积为275 mL;流速为10mL/h 时,穿透体积为400 mL。  4、实验表明,氨浸渣颗粒对重金属离子的动态吸附性能好于酸浸渣颗粒。氨浸渣颗粒对溶液中的Cu2+、Cd2+、Pb2+都具有较强的动态吸附性能,而酸浸渣颗粒只对溶液中的Pb2+具有好的吸附性能,这与氨浸渣的氧化还原能力强、颗粒表面吸附的离子少、表面不饱和电荷多有关。  实验证明,浸出渣颗粒比表面积较大,具有连通的孔道结构,对模拟工业废水具有良好的动态处理效果。该项研究为大洋多金属结核与富钴结壳浸出渣作为环境材料提供了实验依据。 
【学位授予单位】:中国地质大学(北京)
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2005
【分类号】:TF111

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【引证文献】
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