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活性炭改性后提取礦業廢水中的汞

文章作者：韓研網絡部更新時間：2019-6-19 16:03:32

　　重金屬對環境的污染是一個越來越重要的問題，因為自然開采和工業應用會產生很多種類的重金屬，這類污染物是不可降解的物質。使用活性炭吸附劑從工業溶液中提取重金屬是處理污染物比較可靠的方法。本文描述了以煤質材料為基礎的改性活性炭作為汞提取吸附劑的用途的研究。在靜態條件下相同離子濃度的溶液測試了改性活性炭的吸附容量，與未改性活性炭分別繪制了等溫線進行比較。使用改性活性炭從廢水和技術形成層中提取重金屬有助于實現高度純化，還不會產生其他化學試劑污染環境。

　　有些地區擁有巨大礦產和原料資源，采礦企業集中的地區通常被視為環境風險區。因此，礦業廢水處理對周邊環境很重要。采礦工業廢物通常含有大部分有用成分，為了減少資源的浪費或造成環境污染，我們有必要使廢物處理經濟合理。有兩種從礦業廢水提取汞的方法：將汞還原成初級狀態，進一步提取純凈形式，基于汞氧化的沉淀，進一步提取二價汞。

　　從技術形成中提取重金屬并將工業廢水凈化可以使用吸附技術實現，這種吸附技術需要用到活性炭材料。為了獲得具有這些條件的活性炭，該研究的目的是確定改性活性炭在從礦業廢水提取汞的潛在用途。研究任務是：通過實驗確定改性活性炭的吸附容量，比較所獲得的活性炭和未改性活性炭的特性。

　　活性炭針對汞提取的改性方法

　　為了提高活性炭對汞離子的吸附活性，對吸附劑進行了改性。改性方法如下：將比例為1克的活性炭與2毫升與二氯乙烷混合并攪拌1小時。然后過濾二氯乙烷，用蒸餾器在帶有回流冷凝器的蒸餾器中在70℃的溫度下處理活性炭5小時。之后，將所得吸附劑用水洗滌至中性反應，并在30℃的干燥室中干燥。活性炭和所得改性活性炭的比較物理機械特性和孔隙率結構指數如表1所示。

　　表1：活性炭的物理機械性能和孔隙率結構指數的比較。

吸附劑	體積密度g/dm3	機械強度%	總孔隙率cm3/g	吸附率
吸附劑	體積密度g/dm3	機械強度%	總孔隙率cm3/g	碘%	亞甲基藍%
活性炭	420	68.0	0.59	55.0	12.1
改性活性炭	470	62.1	0.65	45.0	12.8

　　表1的分析表明，所獲得的活性炭具有由微孔，中孔和大孔組成的多孔結構，其通過水吸附的總孔隙率和對碘和亞甲藍的活性得到證實。

　　為了研究改性活性炭的吸附活性，使用標準的硝酸汞試驗溶液濃。將鹽樣品溶解在50ml濃硝酸中，用蒸餾水使溶液達到1升體積，并在緩沖溶液的幫助下，得到溶液的pH為3.5-4.5。吸附在靜態條件下進行。將改性活性炭加入100ml目標溶液中并搖動2小時。溶液汞濃度用原子發射光譜儀測試。

　　研究結果和分析

　　用發煙硫酸處理活性炭導致磺酸鹽基團捕獲吸附劑表面和孔內部。用二氯乙烷對活性炭的初級處理有利于磺化劑在孔深度中的滲透，從而增強氧化，并由此促進磺酸鹽基團的形成。孔深度中磺酸鹽基團的存在增加了吸附劑相對于汞離子的吸附能力。對于改性活性炭在靜態條件下對汞離子吸附的研究結果，根據獲得的實驗數據，繪制了活性炭和改性活性炭的比較等溫線(圖1)。