锰矿石脱硫(H2S)及其产物处理含重金属废水的研究

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锰氧化物和氢氧化物是具有层状和孔道结构的锰矿物,在一定条件下有较强的吸附和催化氧化作用,具有优越的环境属性。国内外对锰矿物的研究工作已在多个领域展开,但对锰矿物在实际污染治理中应用较少。本文研究了安徽青阳县氧化型锰矿石的成分和矿物学特性,对锰矿石处理硫化氢气体的脱除容量、产物、机理及再生效果进行了探讨。并首次对脱硫产物处理含重金属废水进行了动态实验研究,重点考察了几个不同的影响因数,采用了XRD,SEM和EDS等现代分析技术对处理机理进行了研究,并分析了重金属的回收价值,为氧化型锰矿石在环境保护中的应用奠定基础。实验结果表明,该锰矿石中主要含有钡镁锰矿、钙硬锰矿及石英等矿物,总锰含量、MnO2含量、比表面积和氧化度均较高。锰矿石脱硫效果较好,粒径为0.45~0.9mm的青阳锰矿石脱硫容量为334mgS2-/g,锰矿石粒径对脱硫容量影响较大,再生效果不甚理想,再生效果随再生次数逐渐下降。锰矿石脱硫产物对含重金属废水(铜,镉,汞)的处理效果显著,处理率达99%以上。减小进水流速、降低进水浓度、提高进水pH值、减小锰矿石脱硫产物粒径均有利于提高处理容量。该处理方法对重金属有较高回收价值,以实现资源的循环利用。
摘要第5-6页
Abstract第6页
致谢第7-11页
插图清单第11-13页
表格清单第13-14页
前言第14-16页
第一章 绪论第16-29页
    1.1 矿床时空分布、成矿规律及矿床类型第18-20页
        1.1.1 我国矿床的时空分布第18-19页
        1.1.2 我国锰矿床的类型第19-20页
    1.2 锰的氧化物矿物的结构特征第20-25页
        1.2.1 锰的氧化物矿物电子结构和晶体结构第20-22页
        1.2.2 锰的氧化物矿物的环境属性第22-25页
    1.3 锰的氧化物和氢氧化物的应用第25-27页
        1.3.1 对金属离子的吸附氧化作用第25-26页
        1.3.2 对无机阴离子的吸附氧化作用第26页
        1.3.3 对有机物的吸附氧化作用第26-27页
        1.3.4 锰的氧化物矿物的应用发展趋势第27页
    1.4 锰矿物研究中存在的问题第27页
    1.5 研究内容和研究意义第27-29页
第二章 锰矿石矿物学特征第29-35页
    2.1 锰矿石矿物成分定性分析第29页
    2.2 锰矿石矿物主要性质表征第29-32页
        2.2.1 锰矿石中总锰含量的测定第29-31页
        2.2.2 锰矿石中MnO_2含量的测定第31-32页
        2.2.3 锰矿石比表面积的测定第32页
        2.2.4 锰矿石氧化度的测定第32页
    2.3 锰矿石外貌和微观结构第32-34页
    2.5 小结第34-35页
第三章 锰矿石脱除硫化氢气体及其再生的实验研究第35-42页
    3.1 硫化氢气体综述第35-36页
        3.1.1 硫化氢气体的来源及危害第35页
        3.1.2 硫化氢气体国内外处理现状第35-36页
    3.2 脱硫(H_2S)实验第36-40页
        3.2.1 实验材料与仪器第36页
        3.2.2 测试方法第36-37页
        3.2.3 实验装置第37-38页
        3.2.4 实验结果与讨论第38-40页
    3.3 脱硫再生实验第40-41页
        3.3.1 实验材料、仪器及装置第40-41页
        3.3.2 测试方法第41页
        3.3.3 实验结果与讨论第41页
    3.4 本章小结第41-42页
第四章 锰矿石脱硫产物净化水中铜的动态实验研究第42-54页
    4.1 含重金属废水概述第42-46页
        4.1.1 含重金属废水的来源、危害及处理原则第42-43页
        4.1.2 含重金属废水的国内外研究进展第43-46页
    4.2 实验部分第46-47页
        4.2.1 实验材料与仪器第46页
        4.2.2 实验方法及装置第46-47页
        4.2.3 测试方法第47页
    4.3 实验结果与讨论第47-50页
        4.3.1 进水滤速对处理效果的影响第47-48页
        4.3.2 进水pH值对处理效果的影响第48页
        4.3.3 进水浓度对处理效果的影响第48-49页
        4.3.4 锰矿石脱硫剂粒径对脱硫产物净化Cu~(2+)效果的影响第49-50页
    4.4 锰矿石脱硫产物处理含铜废水机理探讨第50-53页
        4.4.1 锰离子的溶出第50-51页
        4.4.2 反应前后XRD对比第51页
        4.4.3 反应前后形貌对比第51-53页
    4.5 铜的回收计算第53页
    4.6 本章小结第53-54页
第五章 锰矿石脱硫产物净化水中镉的动态实验研究第54-61页
    5.1 实验部分第55页
        5.1.1 实验材料与仪器第55页
        5.1.2 实验装置第55页
        5.1.3 测试方法第55页
    5.2 实验结果第55-58页
        5.2.1 进水滤速对处理效果的影响第55-56页
        5.2.2 进水pH值对处理效果的影响第56-57页
        5.2.3 进水浓度对处理效果的影响第57-58页
        5.2.4 锰矿石脱硫剂粒径对脱硫产物净化Cd~(2+)效果的影响第58页
    5.3 反应机理探讨第58-60页
        5.3.1 反应前后XRD对比第58页
        5.3.2 反应前后形貌对比第58页
        5.3.3 与含铜废水的比较第58-60页
    5.4 镉的回收计算第60页
    5.5 本章小结第60-61页
第六章 锰矿石脱硫产物净化水中汞及混合金属离子的动态实验研究第61-68页
    6.1 实验方法第61-62页
        6.1.1 实验材料与仪器第62页
        6.1.2 实验装置第62页
        6.1.3 测试方法第62页
    6.2 锰矿石脱硫产物对含汞废水的处理第62-64页
        6.2.1 动态实验第62-63页
        6.2.2 反应前后XRD对比第63页
        6.2.3 反应前后形貌对比第63页
        6.2.4 汞的回收计算第63-64页
    6.3 锰矿石脱硫产物对含铜、镉、汞混合金属废水的处理第64-67页
        6.3.1 动态实验第64-66页
        6.3.2 反应前后XRD对比第66-67页
        6.3.3 反应前后形貌对比第67页
    6.4 本章小节第67-68页
第七章 总结与展望第68-69页
攻读硕士期间发表论文第69-70页
参考文献第70-77页
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