PDF《不同条件下高炉渣吸附水中无机磷的研究》

1 试验材料与方法 1.

1 供试材料 含磷污水使用磷酸二氢钾试剂 (分析纯 )配制. 水淬高炉渣分别取自三家不同钢铁企业 ,分别以 A、 B、 C表示.其主要化学成分见表 1. 1.

2 试验设计 1. 2.

1 不同炉渣对磷的吸附 称取

2 g过10 0目筛的不同炉渣若干份置于 ? 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net 第 6期 刘鸣达等 :不同条件下高炉渣吸附水中无机磷的研究 表1高炉渣的主要化学成分 Table

1 Components and contents of bla st furnace slag ( % ) SiO2 CaO MgO Al2O3 Fe2O3 MnO K2O P2O5 A 36.

91 44.

2 8.

97 8.

32 0.

17 0.

08 1.

14 0.

02 B 38.

98 42.

05 6.

49 10.

07 0.

74 0.

11 1.

14 0.

03 C 36.

24 46.

32 4.

75 9.

37 0.

73 0.

07 1.

08 0.

03 塑料离心管中 ,分别加入含磷 (P)浓度为

0、

80、

120、

150、

200、

250、

300、

400 mg/L的溶液

30 mL,在25 ℃ 条件下振荡

160 m in,离心过滤 ,测定滤液中磷的含 量. 1. 2.

2 不同 pH条件下炉渣对磷的吸附 在含磷溶液 pH值分别为

2、

4、

6、 10和12的条 件下 ,使用 1. 2. 1试验中效果最好的高炉渣进行吸 附试验 ,步骤同 1. 2. 1. 1. 2.

3 不同温度条件下炉渣对磷的吸附 在

25、

35、

45 ℃ 条件下 ,使用 1. 2. 1试验中效果 最好的高炉渣进行吸附试验 ,步骤同 1. 2. 1. 1.

3 测定方法 用钼蓝比色法测定滤液中的磷浓度 ;

高炉渣以 碳酸钠熔融 ,用重量法测硅 ,钼蓝比色法测磷 ,原子 吸收分光光度法测钙、 镁、 铁、 锰 ,火焰分光光度法 测钾.

2 结果分析与讨论 2.

1 不同炉渣对磷的吸附 3种不同水淬炉渣在

25 ℃, pH为710条件下吸 附磷的等温线如图 1所示.可以看出 ,起初炉渣对 磷的吸附量随磷平衡浓度的增加而迅速升高 ,随后 趋缓直至达到饱和.应用不同的吸附等温式对获得 的数据进行统计 ,以线性 Langmuir方程拟合效果最 图1不同高炉渣对磷的吸附效果 Fig .

1 Adsorption isotherm s of P in different slags 佳 ,方程参数及相关系数列于表 2.表中 b代表吸 附常数 ,反映了炉渣吸附能力的强弱 ;

Xm 为最大吸 附量 ;

r为相关系数.从表 2中可以看出 , 3种炉渣 的吸附能力以 C为最强 ,其次为 A、 B;

最大吸附量 也出现了相同的规律 ,说明以 C的吸附效果最佳. 这种情况可能与炉渣表面结构、 吸附键能的强弱以 及吸附位点的多少有关. 表2不同高炉渣对磷的吸附方程参数及相关系数 Table

2 Correlation coefficients and relevant parameters of P adsorption in d ifferent slags 一元 Langmuir模型 C /X =

1 / (Xm ・b) + C /Xm b Xm (mg/g) r A 0.

0476 3.

33 0.

983 B 0.

0254 2.

50 0.

929 C 0.

2000 5.

00 0.

899 r0.

05 = 01879, r0.

01 = 01959, n =

4 一般来说 ,吸附包含物理吸附和化学吸附两种 过程.吸附能力一方面决定于比表面积的大小 ,另 一方面与固体内部结构以及断面结构特点有关 [

4 ] . 在本试验中 , 3种炉渣的粒度相同 ,可以认为比表面 积基本相等.所以这种吸附效果的差异可能主要是 由于炉渣组成以及结构的不同所引起的.水淬炉渣 是晶体结构发育不完全的非晶态物质 [

5 ] ,结构都比 较复杂.因此 ,确定炉渣吸附能力与结构间的关系 存在着一定难度.从污水处理的实践角度考虑 ,找 到可以表征不同炉渣除磷能力的指标具有应用价 值.在冶金行业中通常用质量系数 ( (CaO * MgO * A l2 O3 ) / ( Si O2 +MnO ) )和碱度 (CaO /SiO2 )来表示 炉渣活性 [