含铁(Ⅲ)模拟废水的沉淀浮选净化研究

摘要

工业生产过程中产生的大量含金属离子废水不仅会对环境造成严重污染，还会危害人体健康。近年来，随着人们环保意识的增强和废水处理法规的不断修订和完善，废水排放标准要求金属离子浓度越来越低，给废水的净化处理带来新的挑战和机遇。沉淀浮选法具有操作简单、耗时短、选择性好等优点，在处理低浓度金属废水方面有很大潜力。本论文提出采用沉淀浮选法处理含铁废水的新思路，对铁离子的螯合沉淀和浮选行为进行深入研究，揭示沉淀浮选法净化去除废水中铁离子的机理，为工业废水处理技术的发展提供重要的参考。 本实验以废水中含铁污染物为研究对象，腐植酸基药剂作为螯合沉淀剂，以微泡浮选柱为载体，通过显微镜法、Uv-vis、FTIR 和原子吸收等分析手段，研究腐植酸（HA）基螯合剂对铁的吸附螯合作用，优化螯合沉淀物浮选工艺参数。螯合沉淀实验结果表明：腐植酸基螯合剂与铁作用的主要含氧官能团是羧基，黄腐酸的主要含氧官能团是酚羟基；结合铁螯合效果分析可知，腐植酸基药剂用量和溶液pH对铁螯合沉淀影响较大，腐植酸和磺化腐植酸两种药剂均在摩尔当量比为0.5:1，反应时间30 min，pH值为4时与铁螯合率最高，达到96.1%；在不同pH值下腐植酸基药剂含氧官能团解离程度的不同，因此，随着pH值的逐渐增大，腐植酸基螯合剂对铁的螯合率呈现先增大后减小的规律。 沉淀浮选实验结果表明，阳离子表面活性剂和复配药剂作为浮选药剂，具有协同浮选作用，能明显提高铁螯合沉淀颗粒的浮选效率。pH在3~10范围内，腐植酸-铁螯合沉淀颗粒具有更大的稳定性和去除效率，在阳离子表面活性剂和复配药剂投加量分别为30mg/L和100 μL/L，pH值为4时铁去除率最大，达到99.49%。通过响应面分析得出铁去除较优工艺参数为：阳离子表面活性剂投加量44.41 mg/L，复配药剂投加量146.74 μL/L，溶液pH为4.5，铁的去除率接近100%。响应面显著性检验表明：模型拟合度高，拟合性良好，实验可信度和精密度高；实验值与预测结果非常接近，说明响应面法在沉淀浮选条件研究中具有一定的可靠性。通过分析浮选过程中粒度变化规律发现，适宜铁螯合沉淀颗粒浮选的粒径约为4.34μm~13.491 μm。

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