DOC《废玻璃/铝渣人工沸石对水中Ca2+的吸附》

artificial zeolite;

aqueous calcium ion adsorption;

second-order kinetics 水中Ca2+、Mg2+浓度过高不仅影响人体健康,而且易使工业和市政锅炉、热交换器、管道等结垢,由此引起局部变形或损坏甚至爆炸,从而影响正常生产过程[1-2].目前,水中Ca2+、Mg2+去除方法主要包括药剂法[1, 3]、离子交换法[4]、膜分离法[5-6]、电化学法[2, 7]、吸附法[8].药剂法以化学沉淀法为代表,其药剂消耗量及产泥量大,出水呈碱性、浊度大[3-4].离子交换法须再生离子交换剂,再生过程消耗大量再生剂且产生极难处理的浓盐水[1],为此,美国加州已禁用Na+型离子交换剂[4].膜分离法去除效果虽好,但当前膜组件价格高且易堵塞,致使投资运行成本较高[1].电化学法阴极表面积垢难清理,阳极高电流溶解产生大量淤泥[2].吸附法因成本低、易操作、可大规模应用等优势[9]被广泛用于去除水中重金属Hg2+[10]、Cd2+[11]、As3+[12]、Pb2+[13]、Cu2+[14]、Zn2+[9]等,但去除Ca2+、Mg2+相关报道较少. 沸石取材广泛、价格低廉、环境友好、热/化学稳定性良好[8, 15],是一种应用广泛的吸附剂表1和表2. 表1 废玻璃主要成分 Table

1 Main compositions of waste glass % SiO2 Al2O3 Na2O Fe2O3 CaO TiO2 K2O MgO 58.12 23.54 9.19 2.74 1.97 1.59 1.18 0.13 表2 铝渣主要成分 Table

2 Main compositions of aluminum slag % Al2O3 SiO2 Fe2O3 Na2O MgO CaO K2O 71.55 11.56 4.16 4.14 4.01 2.53 0.67 1.2沸石制备及表征 将收集的市政废玻璃用稀HCl(50%体积比)浸泡48 h去除表面杂物,去离子水冲洗并烘干,高速万能粉碎机粉碎、研磨至约10 μm,即得玻璃粉.铝渣用去离子水冲洗并烘干,高速万能破碎机粉碎、研磨至约10 μm.废玻璃/铝渣配比为4:1,取10 g玻璃粉与2.5 g铝渣混匀并分散于200 mL

2 mol・L-1NaOH溶液中,置入配有搅拌器的高压釜内,升温至150 oC,自生压力0.5 MPa,高速搅拌反应10 h,研磨产物至约10 μm,得废玻璃/铝渣人工沸石(简称沸石). 采用N2物理吸附仪测定沸石BET比表面积........