軟錳礦氧化吸附酸性廢水中As(Ⅲ)和As(Ⅴ)的研究.pdf

1、砷是一種廣泛分布的有毒元素,對人體和生物具有慢性毒性及致癌性。本文立足于新型環(huán)境礦物材料的研究開發(fā)與實(shí)際運(yùn)用,尋求一種經(jīng)濟(jì)高效安全的脫砷材料,有針對性考查對環(huán)境礦物材料軟錳礦在酸性水體中對As(Ⅲ)和As(Ⅴ)的氧化吸附效果,探討軟錳礦解吸的條件及機(jī)理,研究軟錳礦脫砷特性與機(jī)理。
　　研究結(jié)果表明:軟錳礦在酸性條件下對As(Ⅲ)和As(Ⅴ)均表現(xiàn)出較強(qiáng)的吸附能力。在pH=2時(shí),1 mg/L As(Ⅴ)吸附容量為3.77 mg/g,

2、0.5 mg/L As(Ⅴ)與0.5 mg/L As(Ⅴ)復(fù)合砷液吸附容量為3.19 mg/g,As(Ⅲ)吸附容量9.55 mg/g。As(Ⅲ)的吸附容量主要是由軟錳礦的氧化作用產(chǎn)生,其真實(shí)吸附容量為2.42 mg/g。軟錳礦對As(Ⅲ)和As(Ⅴ)吸附時(shí),可分為初始表面吸附階段與隨后內(nèi)部擴(kuò)散兩個(gè)階段。在開始階段快速吸附,隨后逐漸緩慢達(dá)到平衡。
　　軟錳礦對于酸性條件下As(Ⅲ)和As(Ⅴ)的氧化吸附作用可以采用Langmuir方

3、程式進(jìn)行擬合,相關(guān)系數(shù)r2>0.99,其吸附接近于單分子層描述的化學(xué)吸附。溫度對軟錳礦的吸附的影響相對較小,298K時(shí)砷的吸附量最大,高于或低于298 K,吸附量均會(huì)降低。軟錳礦粒徑的改變對As(Ⅲ)和As(Ⅴ)的吸附效果影響不大,粒徑為40目時(shí)砷的吸附量最大,大于或低于40目,吸附量均會(huì)降低。共存離子對軟錳礦對As(Ⅲ)和As(Ⅴ)的吸附效果有一定的影響,CO32-、SiO32-、PO43-,Ac-、F-等弱堿性離子對As(Ⅲ)的去除

4、有負(fù)效應(yīng);除了Fe3+外共存離子的存在對As(Ⅴ)吸附效果產(chǎn)生正效應(yīng)。
　　軟錳礦的最佳解吸條件為:解吸液選擇500 mL1 mol/L的NaOH溶液。吸附As(Ⅲ)和As(Ⅴ)的軟錳礦都可以進(jìn)行解吸,As(Ⅲ)和As(Ⅴ)的解吸速率常數(shù)分別為0.03975 mg.g-1.min-1和0.04774 mg.g-1.min-1,As(Ⅲ)的解吸速率比As(Ⅴ)小,解吸60 min就達(dá)到的砷的解吸平衡。軟錳礦的再生測試證明軟錳礦具有解