针铁矿对重金属离子的吸附作用

针铁矿对重金属离子的吸附作用 第 23 卷 黄 金 第2期 44 GOLD 2002 年 2 月 针铁矿对重金属离子的吸附作用 王丹丽 董晓丹 王恩德 东北大学 摘要: 对针铁矿合成试验和针铁矿吸附重金属离子进行了研究。试验结果 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 明 针铁矿可 用铁矿废渣获得 通过酸碱中和的方式所获得的针铁矿是微细针状。针铁矿对重金属离子具 有强烈的吸附作用 对 Cu2 、 2 和 Cd2 的吸附边界 pH 值分别为 4. 3 5. 8 和 7. 3 且吸附率 Zn 2 最高可达 95 以上 尤其对 Pb 的吸附作用更加强烈 在 pH 值为 3. 5 时吸附率就达到 95 并且随着 pH 值的升高吸附率仍在 95 以上。研究表明 铁矿废渣可被利用制备针铁矿 针铁 矿用于含重金属离子污水的处理 具有较好效果。 关键词: 重金属离子 针铁矿 吸附作用 中图分类号: X751 文献标识码: B 文章编号: 1001- 1277 2002 02- 0044- 03 比表面积 可作为一种有效的吸附剂。1 引 言 2 试 验 随着工业生产的发展 污染物的排放已使环境日趋恶化 直接或间接地对各种生物造成了危害 并给 2. 1 针铁矿的制备人类健康带来威胁。重金属污染是环境中最为严重 选择针铁矿作为吸附剂主要是考虑以下环境因的污染之一 环境中的重金属污染随着工业生产的发 素: 针铁矿是表生环境中最为广泛存在的稳定矿物。 选矿、展而加剧。在采矿、 冶炼生产过程的污水、废渣 它呈红褐或暗褐色 结晶特征为明显针状 可从铁矿将成为矿区附近重金属环境污染的重要来源。较高 石废渣中采取酸化法提取出纯净的针铁矿 由于具的重金属含量出现在矿区、冶炼厂、尾矿库周围的土 有稳定的化学性质和高的比表面积 使针铁矿成为壤和废水中。重金属排入环境后不易除去而是在环 有效的吸附剂。境中长期累积 对生物和人体产生毒性作用 同时重 1 从铁矿石废渣中提取针铁矿 用铁矿石加入金属随着水的迁移 对周围的土壤及地下水造成严重 H 2SO4 溶液制备 。将褐铁矿石粉碎成粉末状 粉末 铅、 镉、 汞、的污染。铜、 锌、 砷、 铬等对环境的污染最 用稀 H 2SO4 0. 05mol/ L 溶解 经搅拌 液体 呈黄褐为致命。重金属在水体和土壤中的迁移转化过程主 色 取液体用 NaOH 溶液 0. 01mol/ L 调节 pH 值为 5要表现为金属离子在矿物- 水界面的吸附- 解吸和 左右 至呈现沉淀为止 在 40 e 下烘干 形成红色固沉淀作用。矿物表面对重金属离子的吸附作用与 pH 体。 矿物的表面性质有关 存在着吸附边界 pH 值 它值、 2 通过 NaOH 与 FeSO4 配比制备 FeOOH 20与重金属的水解作用或酸、 碱性相关。矿物对重金属 50 e 条件 下 。取 NaOH 与 FeSO4 各若干克 加水混的吸附可减轻或缓解环境污染。针铁矿是土壤中广 合 用 H 2SO4 调节 pH 值为 6 在 40 e 下烘干 形成褐泛存在的稳定矿物之一 它的变化对重金属吸附有机 红色固体。物质的能力有重要影响。针铁矿可以用酸化法从铁 上述 2 种情况下 获得的产物经过 X 光衍射和矿石废渣中提取 不仅对铁矿石废渣的利用是一个重 扫描电镜确定 此条件下生成的是微细针状的针铁要途径 而且由于针铁矿具有稳定的化学性质和高的 图 矿 FeOOH 详见图 1、 2。 图1 针铁矿的 X 光衍射图收稿日期: 2001- 10- 16作者简介: 王丹丽 1969- 女 硕士 从事环境监测与治理 工程 路基工程安全技术交底工程项目施工成本控制工程量增项单年度零星工程技术标正投影法基本原理 的研究和教学 沈阳 东北大学资源与土木工程学院 110006 第 23 卷 2002 年 第 2期 45 高到近 98 。这里 pH 值为 7. 3 可以定为 Cd2 的吸 附边界 pH 值 pH 值为 8. 5 左右吸附率达到最大值 详见图 5。 图 2 针铁矿电镜扫描图2. 2 针铁矿对重金属离子的吸附试验 取适 量针铁矿 在 25 e 下 pH 值 分别在 3. 5 图3 针铁矿对 Cu2 的吸附率8. 2 Cu2 、 5 8. 2 Zn2 、 8 8. 5 Cd2 、 3. 5.3. 5 8. 2 Pb2 范 围内进行。针铁矿 质量浓度 为5g/ L 溶 液 用 量 为 250ml。 初 始 质 量 浓 度 为Q Cu2 4. 8mg/ ml、 Q Zn2 6. 1mg/ ml、 QQ Cd2 13. 1mg/ ml、 Pb2 12. 2mg/ ml。试验 步骤: 用 0. 2mol/ L NaOH 和 0. 2mol/ L HNO3 调整含重金属离子溶液的 pH 值 静止 20min 将针 铁矿每次加入 50ml 直至 100ml 或 200ml 在振动搅拌机上以 180r/ min 转至 10h 后 静置 24h 测定上清液中残 2 2 2 2留的 重金 属离 子 Cu 、Zn 、Cd 、Pb 质量 浓 图4 针铁矿对 Zn2 的吸附率度 计算吸附率 固体进行 X 光衍射物相 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 。试样化学分析在东北大学分析中心测试 X 光衍射分析在辽宁省分析测试研究中心测试。3 试验结果 23. 1 针铁矿吸附 Cu 试验表明 针铁矿对 Cu2 的吸附取决于 pH 值存在一 个 较 窄 的 pH 值 范 围 使吸 附 率 急 剧 增 至98 并且随着 pH 值增高而稳定 在 pH 值为 4. 3 时出现增高趋势 大于 4. 3 吸附率急剧上升 到 pH 值等于 7. 3 时吸附率达到最大值。因此 在针铁矿吸 图5 针铁矿对 Cd2 的吸附率附 Cu2 的过 程中 pH 值 为 4. 3 是其 吸附边 界 pH 3. 4 2 针铁矿吸附 Pb值 详见图 3。 试验表明 针铁矿对 Pb2 的吸附与 pH 值没有3. 2 针铁矿吸附 Zn2 关系。在 pH 值变化时 吸附率基本 上 Zn 吸附和对 Cu 一样取 以上 这说明针铁矿都达到 95 2 2 试验表明 针铁矿对 对 Pb2 的吸附相当好 见图 6。决于 pH 值 存在一个较窄的 pH 值范围使其吸附率 4 结果讨论急剧升高 并且随 着 pH 值的增高而稳定。Zn2 的吸附边界 pH 值为 5. 8 到 pH 值为 8. 2 时吸附率最 针铁矿作为铁主要的表生矿物在自然界广泛存高 详见图 4。 在。针铁矿是一种斜方晶系晶体结构 具有针状晶 23. 3 针铁矿吸 Cd2 的吸附也取决于 pH 重金属离子在针铁矿的附 Cd 体。 试验表明 针铁矿对 表面上形成微晶矿物与值 较窄的 pH 值范围内吸附率从 10 左右快速升 针铁矿表面具有微溶性密切相关 这是针铁矿对重 46 黄 金金属离子具有强烈吸附作用的原因 1 2 。针铁矿对 X OH Me2 X OMe H 重金属吸附作用具有几种情况: 1 物理吸附 2 化 针铁矿对于铅的作用 是以化学吸附为主 铅离学吸附 3 物理化学吸附。但是 对于不同重金属 子与针铁矿形成稳定具有结构键的化合物。因而离子 3 种吸附作用是不同的。 在溶液中针铁矿对铅离子的吸附处于稳定状态。 5 结 论 1 针铁矿是可从铁矿石中获得的针状纯净晶 体 这为废弃铁矿渣的利用提供了依据。 2 针铁矿对 Cu2 、 2 、 2 的吸附存在一个 Zn Cd 边界 pH 值 其值分别为 4. 3 5. 8 7. 3 并且随着 pH 值的增高吸附率达到最高。这表明针铁矿对重金属 吸附较为稳定。 3 针铁矿对 Pb2 的吸附在 pH 值为 3. 5 时就 2 图 6 针铁矿对 Pb 的吸附率 达到了 95 并且随着 pH 值的增高 吸附率基本在 针铁矿对于铜、 镉 主要是表现为表面吸附 锌、 99 上下波动 说明针铁矿对其吸附相当好 基本上和离子交换吸附 2 种作用。表面吸附由于胶体具有 不受 pH 值的影响。巨大的比表面积和表面能所致。离子交换吸附与胶 4 针铁矿对 4 种金属离子的吸附能力由强到 2 2 2 2体微粒带电荷有关。pH 值对重金属的吸附作用有 弱的顺序是: Pb Cu Zn Cd 。很大影响 对每一种重金属来说都存在着一个有利 5 针铁矿对重金属离子吸附主要是物理化学于吸附的最佳 pH 值范 围。通过相 图可以确定 pH 吸附 并可形成稳定化合物。所以 针铁矿可作为重值的范围。 金属污水处理的有效吸附剂 并有调节 pH 的作用。 针铁矿 XOH 吸附重金属 离子的过程可 以用 参考文献 1 Petrovic M Kastelan M Horvat A J M. Interactive Sorption of以下化学式表示: metal ions and humic acids onto mineral particles. Water Air and X OH 2 X OH H Soil Pollution 1998 12: 41 45. X OH H NO- 3 X OH NO- 2 3 2 Xu Yuping. Sorption of Zn and Cd on hydroxyapatite surface. X OH Na X O- Na H Environ Sci Technol 1994 28: 1 427 1 480. 2 - X OH Me H 2O X O MeOH 2H Adsorption of heavy metal ions on goethite Wang Danli Dong Xiaodan Wang Ende Northeast University Abstract:Heavy metals are considered as highly toxic substances. There are usually high heavy metal levels in mine -water and soil. The heavy metal ions are removed from aqueous solutions by sorption onto synthetic goethite during laboratory experiments. The experimental results show that the adsorption of Cu2 、 2 and Cd2 on geoethite are intense. ZnThere is an obvious adsorptive boundary pH value. The solution pH value is an important parameter for sorption. Theboundary values of Cu2 、 2 and Cd2 are 4. 3 、 8 and 7. 3 and the maximum adsorptive rates of heavy metal ions Zn 5.can reach over 95 . Especially the adsorption of Pb 2 on goethite is more intense when pH is 3. 5 the adsorptive rate is95 . With pH increase the adsorptive rate increase over 95 . Goethite is efficient approach to treat heavy metel inwaste water. Keywords: heavy metal ions goethite adsorption 编辑: 赵玉娥 欢迎投稿 欢迎订阅