[0018] 下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。
[0019] 实施例1
[0020] 连二亚硫酸钠与铁尾矿粉末质量百分比对去除水体中Zn(II)、Cu(II)、Pb(II)、Cd(II)、Ni(II)、Hg(II)、As(V)、Cr(VI)去除率的影响:
[0021] 如图1所示,为硫化铁尾矿吸附剂的制备过程,具体为:
[0022] (1)铁尾矿粉末的制备:称取铁尾矿,烘干至恒重,研磨,过100目筛;
[0023] (2)碱性连二亚硫酸钠溶液的制备:按连二亚硫酸钠与铁尾矿粉末质量百分比为5%、10%、15%、20%分别称取连二亚硫酸钠,按氢氧化钠与铁尾矿粉末质量百分比为4%称取氢氧化钠,将连二亚硫酸钠和氢氧化钠同时溶入蒸馏水中,搅拌至完全溶解;
[0024] (3)硫化铁尾矿浆的制备:按铁尾矿粉末与碱性连二亚硫酸钠溶液固液比为1g:1mL进行混合,在40rpm的转速下搅拌72h;
[0025] (4)硫化铁尾矿吸附剂粉末的制备:在100℃下对硫化铁尾矿浆进行干燥,至硫化铁尾矿浆含水率低于30%;进一步提升温度至200℃,将硫化铁尾矿浆烘干至恒重并继续活化4小时;冷却至室温。
[0026] 含重金属离子水体处理(如图1所示):按硫化铁尾矿吸附剂粉末与含重金属离子水体的固液比为1g:1L,将吸附剂粉末投入到初始pH为5且含有10mg/L Zn(II)、10mg/L Cu(II)、10mg/L Ni(II)、1mg/L Pb(II)、0.5mg/L Cd(II)、1mg/L Cr(VI)、1mg/L As(V)、0.1mg/L Hg(II)的水体中,120rpm转速下搅拌30min。其中,水体pH用浓度均为0.5mol/L的硫酸和氢氧化钠溶液滴定调节。
[0027] 测定水体中重金属离子的浓度,其中Zn(II)、Cu(II)、Pb(II)、Cd(II)、Ni(II)五种污染物浓度按照《水质32种元素的测定电感耦合等离子体发射光谱法》(HJ 776-2015)测定,Cr(VI)污染物浓度按照《水质六价铬的测定流动注射-二苯碳酰二肼光度法》(HJ908-2017)测定,As(V)、Hg(II)两种污染物浓度按照《水质汞、砷、硒、铋和锑的测定原子荧光法》(HJ 694-2014)测定,水体中各重金属离子的去除效率按照实验前水体中各重金属离子的浓度与实验后水体各重金属离子的浓度的差值与实验前液体中各重金属离子的浓度的比值百分数计算,测试结果见表1。
[0028] 表1连二亚硫酸钠与铁尾矿粉末质量百分比对去除水体中Zn(II)、Cu(II)、Pb(II)、
[0029] Cd(II)、Ni(II)、Hg(II)、As(V)、Cr(VI)去除率的影响
[0030]
[0031] 由表1结果可看出,在水体中加入硫化铁尾矿吸附剂附粉末后,水体中Zn(II)、Cu(II)、Pb(II)、Cd(II)、Ni(II)、Hg(II)、As(V)、Cr(VI)离子的去除率均大于96%。随着连二亚硫酸钠与铁尾矿粉末质量百分比提高,水体中Zn(II)、Cu(II)、Pb(II)、Cd(II)、Ni(II)、Hg(II)、As(V)、Cr(VI)离子的去除率逐渐提高。在连二亚硫酸钠与铁尾矿粉末质量百分比为20%时,水体中Zn(II)、Cu(II)、Pb(II)、Cd(II)、Ni(II)、Hg(II)、As(V)、Cr(VI)去除率最高,分别为98.89%、98.33%、99.04%、97.45%、99.12%、99.24%、99.51%、99.34%。
[0032] 实施例2
[0033] 氢氧化钠与铁尾矿粉末质量百分比对去除水体中Zn(II)、Cu(II)、Pb(II)、Cd(II)、Ni(II)、Hg(II)、As(V)、Cr(VI)去除率的影响:
[0034] 制备过程同实施例1,与实施例1不同的是:
[0035] (1)铁尾矿粉末的制备:烘干研磨后的铁尾矿过200目筛;
[0036] (2)碱性连二亚硫酸钠溶液的制备:连二亚硫酸钠与铁尾矿粉末质量百分比为20%,氢氧化钠与铁尾矿粉末质量百分比分别为4%、6%、8%、10%;
[0037] (3)硫化铁尾矿浆的制备:铁尾矿粉末与碱性连二亚硫酸钠溶液固液比为1g:1.5mL,50rpm的转速下搅拌48h;
[0038] (4)硫化铁尾矿吸附剂粉末的制备:在110℃下对硫化铁尾矿浆进行干燥,至硫化铁尾矿浆含水率低于25%;提升温度至250℃,将硫化铁尾矿浆烘干至恒重并继续活化3小时;冷却至室温。
[0039] 含重金属离子水体处理同实施例1,与实施例不同的是:水体pH为7。测定水体中重金属离子的浓度,测试结果见表2。
[0040] 表2氢氧化钠与铁尾矿粉末质量百分比对去除水体中Zn(II)、Cu(II)、Pb(II)、Cd(II)、
[0041] Ni(II)、Hg(II)、As(V)、Cr(VI)去除率的影响
[0042]
[0043] 由表2结果可看出,在水体中加入硫化铁尾矿吸附剂附粉末后,水体中Zn(II)、Cu(II)、Pb(II)、Cd(II)、Ni(II)、Hg(II)、As(V)、Cr(VI)离子的去除率均大于95%。随着氢氧化钠与铁尾矿粉末质量百分比提高,水体中Zn(II)、Cu(II)、Pb(II)、Cd(II)、Ni(II)、Hg(II)、As(V)、Cr(VI)离子的去除率逐渐提高。在氢氧化钠与铁尾矿粉末质量百分比为10%时,水体中Zn(II)、Cu(II)、Pb(II)、Cd(II)、Ni(II)、Hg(II)、As(V)、Cr(VI)去除率最高,分别为98.04%、98.34%、98.67%、97.82%、98.53%、99.12%、98.72%、98.61%。
[0044] 实施例3
[0045] 铁尾矿粉末与碱性连二亚硫酸钠溶液固液比对去除水体中Zn(II)、Cu(II)、Pb(II)、Cd(II)、Ni(II)、Hg(II)、As(V)、Cr(VI)去除率的影响:
[0046] 制备过程同实施例1,与实施例1不同的是:
[0047] (1)铁尾矿粉末的制备:烘干研磨后的铁尾矿过300目筛;
[0048] (2)碱性连二亚硫酸钠溶液的制备:连二亚硫酸钠与铁尾矿粉末质量百分比为20%,氢氧化钠与铁尾矿粉末质量百分比10%;
[0049] (3)硫化铁尾矿浆的制备:铁尾矿粉末与碱性连二亚硫酸钠溶液固液比分别为1g:1mL、1g:1.5mL、1g:2mL、1g:2.5mL,60rpm的转速下搅拌24h;
[0050] (4)硫化铁尾矿吸附剂粉末的制备:在120℃下对硫化铁尾矿浆进行干燥,至硫化铁尾矿浆含水率低于20%;提升温度至300℃,将硫化铁尾矿浆烘干至恒重并继续活化2小时;冷却至室温。
[0051] 含重金属离子水体处理同实施例1,与实施例不同的是:水体pH为9。测定水体中重金属离子的浓度,测试结果见表3。
[0052] 表3铁尾矿粉末与碱性连二亚硫酸钠溶液固液比对去除水体中Zn(II)、Cu(II)、Pb(II)、
[0053] Cd(II)、Ni(II)、Hg(II)、As(V)、Cr(VI)去除率的影响
[0054]
[0055] 由表3结果可看出,在水体中加入硫化铁尾矿吸附剂附粉末后,水体中Zn(II)、Cu(II)、Pb(II)、Cd(II)、Ni(II)、Hg(II)、As(V)、Cr(VI)离子的去除率均大于96%。铁尾矿粉末与碱性连二亚硫酸钠溶液固体液体比1g:2mL时,水体中Zn(II)、Cu(II)、Pb(II)、Cd(II)、Ni(II)、Hg(II)、As(V)、Cr(VI)去除率最高,分别为99.04%、99.32%、99.18%、98.87%、99.41%、99.63%、97.78%、97.89%。
[0056] 实施例4
[0057] 硫化铁尾矿粉末活化时间变化对去除水体中Zn(II)、Cu(II)、Pb(II)、Cd(II)、Ni(II)、Hg(II)、As(V)、Cr(VI)去除率的影响:
[0058] 制备过程同实施例1,与实施例1不同的是:
[0059] (1)铁尾矿粉末的制备:烘干研磨后的铁尾矿过400目筛;
[0060] (2)碱性连二亚硫酸钠溶液的制备:连二亚硫酸钠与铁尾矿粉末质量百分比为20%,氢氧化钠与铁尾矿粉末质量百分比10%;
[0061] (3)硫化铁尾矿浆的制备:铁尾矿粉末与碱性连二亚硫酸钠溶液固液比为1g:2mL,60rpm的转速下搅拌24h;
[0062] (4)硫化铁尾矿吸附剂粉末的制备:在120℃下对硫化铁尾矿浆进行干燥,至硫化铁尾矿浆含水率低于20%;提升温度至300℃,将硫化铁尾矿浆烘干至恒重并继续分别活化2、2.5、3、3.5、4h;冷却至室温。
[0063] 含重金属离子水体处理同实施例1,与实施例不同的是:水体pH为11。测定水体中重金属离子的浓度,测试结果见表4。
[0064] 表4硫化铁尾矿粉末活化时间对去除水体中Zn(II)、Cu(II)、Pb(II)、Cd(II)、Ni(II)、
[0065] Hg(II)、As(V)、Cr(VI)去除率的影响
[0066]
[0067] 由表4结果可看出,在水体中加入硫化铁尾矿吸附剂附粉末后,水体中Zn(II)、Cu(II)、Pb(II)、Cd(II)、Ni(II)、Hg(II)、As(V)、Cr(VI)离子的去除率均大于97%。随着硫化铁尾矿粉末活化时间增加,水体中Zn(II)、Cu(II)、Pb(II)、Cd(II)、Ni(II)、Hg(II)、As(V)、Cr(VI)离子的去除率逐渐提高。当硫化铁尾矿粉末活化时间为4h时,水体中Zn(II)、Cu(II)、Pb(II)、Cd(II)、Ni(II)、Hg(II)、As(V)、Cr(VI)去除率最高,分别为99.14%、99.43%、99.49%、99.02%、99.53%、99.78%、98.42%、98.56%。