羥肟酸樹脂的合成及其對礦山酸性廢水的吸附特性研究.pdf

1、本文采用羥胺法合成了新型羥肟酸樹脂(PHA),研究了其對Fe3+和Cu2+的吸附性能與吸附機(jī)理；并采用PHA吸附法回收礦山酸性廢水中的Cu2+。
　　 以懸浮交聯(lián)共聚法制備了甲基丙烯酸甲酯-二乙烯基苯交聯(lián)共聚物(PMMA-DVB)；PMMA-DVB與羥胺在堿性條件下羥肟化,合成了PHA樹脂。考察了反應(yīng)溫度、反應(yīng)時(shí)間、反應(yīng)物比例等對PMMA-DVB的產(chǎn)率和結(jié)構(gòu)性能以及PHA樹脂吸附性能的影響,確定優(yōu)化工藝條件。采用元素分析、紅外光

2、譜和熱重等手段對PHA進(jìn)行了表征。
　　 靜態(tài)吸附實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,PHA吸附平衡時(shí)間為150 min；PHA的吸附容量隨著金屬離子初始濃度的增大以及溫度的升高而增大；吸附容量受pH影響較大,Cu2+和Fe3+的最佳吸附pH分別為5.0和2.8。在Cu2+-Fe3+二元體系中,PHA對Fe3+有著較高的吸附選擇性；采用H2SO4溶液可解吸PHA上吸附的金屬離子,PHA的洗脫性能和重復(fù)利用性能良好。動(dòng)態(tài)吸附實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明隨著Cu2+濃度

3、、流速的增加,穿透速度加快,樹脂利用率下降。動(dòng)態(tài)解吸實(shí)驗(yàn)中,在H2SO4溶液體積一定的條件下,解吸率隨著H2SO4濃度的增加和溶液流速的降低而增加。
　　 研究了PHA的吸附動(dòng)力學(xué)、等溫吸附機(jī)理和吸附熱力學(xué),探討了其對Cu2+和Fe3+的吸附機(jī)理。PHA對Cu2+和Fe3+吸附可能是由液膜擴(kuò)散、顆粒擴(kuò)散和化學(xué)反應(yīng)共同控制的,吸附反應(yīng)近似于一級反應(yīng)；PHA的等溫吸附能較好地符合Langmuir模型,為單分子層吸附；吸附過程的△H>

4、0,△G<0,證明PHA對Cu2+和Fe3+的吸附為自發(fā)的吸熱反應(yīng)。吸附前后的紅外光譜對比揭示了吸附過程中Cu2+、Fe3+與PHA的羥肟酸基團(tuán)發(fā)生了配位。
　　 采用方解石中和礦山酸性廢水沉淀去除Fe3+,再用PHA回收Cu2+。研究了方解石的粒度、用量對酸性廢水中和效果的影響。結(jié)果表明,方解石的粒度越小,用量越大,廢水中和效果越好。某礦山廢水處理實(shí)驗(yàn)表明,采用方解石中和-PHA吸附法,能夠使廢水達(dá)標(biāo)排放,Cu2+的回收率可達(dá)