黄铁矿处理含Cr_废水的进一步实验研究_石俊仙

现代地质第15卷第2期2001年6月GEOSCIENCEVol.15No.2June2001黄铁矿处理含Cr(Ⅵ)废水的进一步实验研究石俊仙1,鲁安怀2,陈从喜2,陈洁3(1.内蒙古有色地勘局,内蒙古呼和浩特010010;2.北京大学地质学系,北京100871;3.中国地质大学材料科学与工程学院,北京100083)摘要:利用加热与超细粉碎方法对天然黄铁矿进行改性,探讨其去除Cr(Ⅵ)的效果。将黄铁矿加热到450℃时,试样除Cr(Ⅵ)的效率大幅度增高,适宜的pH范围从小于2.5增加到3.06～11.20,且加热改性的试样用量不到天然试样用量的10%。200目至400目的天然黄铁矿去除Cr(Ⅵ)的效率远较200目以上的天然黄铁矿去除Cr(Ⅵ)的效率高。试样久置不影响对Cr(Ⅵ)的去除效果,去除率可达99.2%以上,反应后的pH值都接近4.0,与磁黄铁矿处理Cr(Ⅵ)废水过程中pH值的变化规律一致。不同产地的黄铁矿样品除Cr(Ⅵ)的效果稍有差异。关键词:黄铁矿;处理含Cr(Ⅵ)废水;加热;超细粉碎;改性中图分类号:P578.2;X142文献标识码:A文章编号:1000—8527(2001)02—0242—05收稿日期:2001—03—19基金项目:国家自然科学基金项目(49672097)。作者简介:石俊仙(1969—),女,工程师,硕士研究生,分析化学专业,主要从事环境矿物材料方面的研究工作。近年来有关利用天然矿物及其改性产物处理含重金属废水的研究工作越来越受到人们较普遍的关注[1～4]。本研究在利用天然状态黄铁矿处理含Cr(Ⅵ)废水的实验研究基础上,进一步探讨利用加热与超细粉碎等方法对天然黄铁矿进行改性实验,以提高其对含Cr(Ⅵ)废水的处理程度,取得了较好的效果。1实验方法实验用的黄铁矿样品除在产地对比实验中取自江西和福建外,其余均取自安徽某硫铁矿矿山,经野外鉴定与室内粉碎、淘洗、烘干、筛分、磁选后获得,并经X射线衍射分析确认。含Cr(Ⅵ)废水用分析纯重铬酸钾(K2Cr2O7)和蒸馏水配制。反应介质酸度用上海雷磁仪器厂生产的PHS-3C型酸度计测定,反应平衡时Cr(Ⅵ)的浓度用日本岛津公司生产的UV-160A分光光度计测定。样品的加热利用北京雷迪艾森新技术开发公司制造的SXG系列实验用箱式电炉(误差为±1℃)。实验在常温常压下进行。实验过程是将一定粒径和用量的试样放入一定初始浓度、体积和pH值的含Cr(Ⅵ)废水中,反应一定时间后,取其上清液测定Cr(Ⅵ)离子的浓度,并计算其去除率。2实验结果和讨论2.1加热改性黄铁矿去除Cr(Ⅵ)的效果对黄铁矿加热实验的研究结果表明,试样加热焙烧的最佳温度为400～500℃时,在pH值3.06～11.02范围内去除Cr(Ⅵ)的效率均可达到95%以上[5]。以下实验中加热改性温度为450℃。2.1.1加热试样粒径与去除Cr(Ⅵ)的效果实验条件:加热试样在450℃温度条件下灼烧20min,试样用量为0.3g,反应时间为1.5h,实验介质初始pH值为5.30±0.20,Cr(Ⅵ)浓度为10mg/l,废水体积为50ml。天然试样的反应条件与此相同,只是初始pH值略变为5.34±0.06。实验结果见表1。显然在相同实验条件下,天然状态试样对Cr(Ⅵ)的去除率较低,而加热改性后的试样除Cr(Ⅵ)的效率大幅度增高,至于粒径较细的加热试样的Cr(Ⅵ)去除率反而有下降的趋势,这与过细试样受热后物相发生变化有关。2.1.2加热试样用量与去除Cr(Ⅵ)的效果实验条件:加热试样的粒径为80～120目,表1加热试样粒径与去除Cr(Ⅵ)的效果Table1RelationshipbetweenthegrainsizeandthedisposalofCr(Ⅵ)粒径/目加热后天然d(Cr(Ⅵ))/(mg·l-1)去除率/%d(Cr(Ⅵ))/(mg·l-1)去除率/%40～800.1598.59.208.080～1200.1598.58.7512.5120～1600.1598.58.4016.0160～2000.2098.08.4016.0>2000.3097.08.3017.0表2加热试样用量与去除Cr(Ⅵ)的效果Table2RelationshipbetweenthequantityandthedisposalofCr(Ⅵ)试样用量/gd(Cr(Ⅵ))/(mg·l-1)去除率/%0.11.6084.00.20.2597.50.40.2597.50.80.3596.51.00.3596.51.50.4096.02.00.4096.02.50.4595.53.00.4595.5图1加热试样用量与去除Cr(Ⅵ)的关系Fig.1RelationshipbetweenthesamplequantityandthedisposalofCr(