天然沸石的改性及处理含镍废水的研究

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本试验以浙江缙云天然斜发沸石为原料,采用NaOH熔融,并结合水热合成改性制得到Na-Y型改性沸石。它对Ni2+的饱和吸附量(37.85mg/g)比天然沸石(3.87mg/g)提高9倍,也远大于Na型沸石(4.46mg/g)、H型沸石(4.59mg/g)、P型沸石(15.54mg/g)。研究了Na-Y型沸石对镍离子的吸附行为,并对其用于实际含镍废水的处理和再生实验进行了探讨。实验结果表明,Na-Y型沸石在水溶液中对镍离子具有较高的吸附能力,表现出“快速吸附,缓慢平衡”的吸附特点,对时间吸附曲线进行拟合,符合班厄姆公式。对Ni2+的吸附量随着温度升高和初始浓度的增加而增大,同时也受溶液pH的影响,在pH<4时吸附较小,当pH>8时因溶液中的Ni2+会沉淀而无法进行吸附除去,因而,控制溶液的pH范围在4~8之间。Ni2+的去除率随着沸石投加量的增加而增大,也与Ni2+的初始浓度有关,在初始浓度为196.52mg/L的Ni2+溶液中,当沸石投加量为1.8%(重量比)时去除率达90%以上。对吸附量和Ni2+浓度的关系进行拟合,符合Langmuir和Freundlich公式。改性沸石的再生实验表明,用0.5mol/L的HCl和NaCl按体积比为1:1混合作为淋洗剂效果最佳,5次再生使用后,改性沸石对Ni2+的吸附能力基本不变。实验中选择了四种竞争离子进行实验,发现竞争阳离子的存在降低了沸石对Ni2+的吸附量,影响顺序为:Ca2+>Co2+>Fe3+>K+。在对实际含镍废水(Pb2+、Ni2+、Zn2+的含量分别为37.2mg/l、25.4 mg/l、30.3mg/l)中,加入Na-Y型沸石0.4%(重量比),在温度为20℃,pH=4.5时,吸附处理2h后溶液中残余的Ni2+浓度为0.05mg/l小于国家排放标准(<1mg/l)。
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