發(fā)布時間：2020-05-25 19:13

【摘要】：我國礦產(chǎn)資源豐富,但一些低品位,選別級別差的礦物資源利用受到制約,利用率低,造成了嚴(yán)重的資源浪費。把低品位礦物資源加工成為環(huán)境工程材料是一個重要的研究方向。本文以菱鐵礦和鮞狀赤鐵礦為研究對象,在X射線衍射(XRD)、X射線熒光光譜(XRF)、場發(fā)射掃描電子顯微鏡(SEM)、傅里葉紅外光譜(FITR)、X射線光電子能譜分析(XPS)等表征分析基礎(chǔ)上,探究了低品位菱鐵礦作為固體鐵源在類芬頓反應(yīng)中的效能,氫還原鮞狀赤鐵礦處理胭脂紅染料廢水中的性能及其作用機(jī)理。在菱鐵礦催化過氧化氫降解胭脂紅染料實驗中探究菱鐵礦的作用以及對胭脂紅染料廢水的去除機(jī)理。實驗分別探究了菱鐵礦的粒徑、H_2O_2和Fe~(2+)的比值、初始pH值、反應(yīng)時間和反應(yīng)溫度對降解效果的影響,并對降解機(jī)理和反應(yīng)動力學(xué)進(jìn)行了討論。實研究結(jié)果表明:在菱鐵礦/H_2O_2體系中,菱鐵礦的粒徑對降解效果沒有太大影響,在pH=3,H_2O_2/Fe~(2+)=6時,色度去除率可達(dá)到99.97%,對總有機(jī)碳(TOC)的去除率可達(dá)到80.61%,反應(yīng)級數(shù)為1.04,速率常數(shù)為10.15min~(-1)。實驗探究了菱鐵礦在熱酸性條件下緩釋Fe~(2+)對菱鐵礦/H_2O_2體系的意義,結(jié)果顯示它可以持續(xù)地提供催化劑Fe~(2+)。實驗用菱鐵礦循環(huán)8次在同樣條件下降解胭脂紅,脫色效果幾乎沒有受到影響,均可達(dá)到99%以上的色度去除率,說明菱鐵礦在廢水處理工藝中的可循環(huán)性和在環(huán)境治理中的潛力。氫氣還原鮞狀赤鐵礦制備零價鐵(ZVI)應(yīng)用于降解胭脂紅染料廢水中并表征ZVI反應(yīng)前后的微觀結(jié)構(gòu)特性,考察了所制備ZVI凈化染料廢水效果的影響因素,包括溶液pH、固液比、反應(yīng)時間、溫度等,監(jiān)控反應(yīng)前后水溶液pH和中間產(chǎn)物的變化,在多種方法綜合分析基礎(chǔ)上探討了凈化機(jī)理。研究結(jié)果表明:在pH值為2.0,固液比1g/L,反應(yīng)時間為1.5h時,ZVI對色度去除率可達(dá)98.9%,在反應(yīng)時間為24h時,TOC去除率可達(dá)到57%。ZVI對胭脂紅色度的降解既符合一級反應(yīng)動力學(xué)又符合二級反應(yīng)動力學(xué);同時,ZVI對胭脂紅中TOC的降解符合Freundlich模型和準(zhǔn)二級動力學(xué)。實驗結(jié)果表明,制備ZVI的方法是可行的,所制備的ZVI可用于印染廢水的處理。
【圖文】：

銅陵新橋礦床位于舒家店背斜與大成山背斜和圣沖向斜疊加形成的坳陷，舒家店背斜發(fā)育于下?lián)P子褶皺帶貴池-馬鞍山斷褶帶中部位置[70]。新橋礦一個以硫為主，伴生銅、金、銀、鐵等多種金屬的大型礦床，，其中硫鐵礦石為 8711 萬 t，鐵礦石量 2400 萬 t，硫 1.37 億 t[71, 72]。出露地層分別為上泥盆通組(D3w)、上石炭統(tǒng)黃龍組(C2h)、船山組(C3c)和下二疊統(tǒng)棲霞組(P1q)、孤(圖 2.1)。其中主要的含礦賦礦地層為上石炭統(tǒng)黃龍組、船山組[73]。新橋礦床的礦體按產(chǎn)狀劃分主要為似層狀硫化物礦體礦體和矽卡巖型礦體[72]。其中似層狀硫化物礦體發(fā)育于上泥盆五通組和石炭紀(jì)地層之間，呈層層狀，規(guī)模大，平均厚度達(dá)到 21m，主要控礦構(gòu)造為層間滑脫構(gòu)造。層狀硫礦體頂部圍巖主要是船山組和棲霞組灰?guī)r，層狀硫化物礦體與圍巖產(chǎn)狀基本，受地層控制明顯[73]。黃鐵礦、黃銅礦和雌黃鐵礦為礦體中主要金屬礦物，礦物主要有菱鐵礦、白云石和石英等。新橋礦床成因復(fù)雜，有沉積型礦床、漿相關(guān)的層狀或似層狀硫化物型礦床及熱接觸交代型矽卡巖型礦床和熱液脈床幾種說法[70]。

致密塊狀構(gòu)造，表面有一定風(fēng)化（圖2.2c）。對菱鐵礦樣品偏光鏡下分析，菱鐵礦呈高級白干涉色，半自形-他形，粒徑 10-50μm，存在較弱風(fēng)化，沿著顆粒縫隙發(fā)育（圖 2.2d）。2.2 恩施鮞狀赤鐵礦礦床地質(zhì)背景2.2.1 鄂西寧鄉(xiāng)式鐵礦礦床地質(zhì)特征鄂西寧鄉(xiāng)式鐵礦礦床大地構(gòu)造位置處于揚子板塊準(zhǔn)地臺上揚子臺坪八面山臺褶帶恩施臺褶束北部[74]。受加里東運動的影響，該區(qū)域構(gòu)造環(huán)境穩(wěn)定，很長一段時期為陸地環(huán)境，后遭受了強烈的剝蝕夷平作用，導(dǎo)致中志留世晚期至中泥盆世早期的沉積地層缺失[74]。隨后由于海侵推進(jìn)，華南海域迅速擴(kuò)大，在中、晚泥盆世該地區(qū)表現(xiàn)為陸表海環(huán)境，巖相穩(wěn)定，總體上屬于無障壁海岸沉積[75]。鄂西寧鄉(xiāng)式鐵礦賦礦地層時代為晚泥盆世，礦區(qū)內(nèi)含鮞狀赤鐵礦的含礦層位為黃家磴組(D3h)和寫經(jīng)組上段(D3x2)兩套地層，均屬于泥盆系上統(tǒng)[74]。自下而上共有 4 層鐵礦產(chǎn)出
【學(xué)位授予單位】：合肥工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：X791;P579

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本文編號：2680615