[01334948]尾矿库重金属污染阻隔净化材料的制备及应用关键技术研究

在本项目以桉树为植物模板,硝酸铁和磷灰石为改性剂,通过人工控制工艺制备了2种尾矿库重金属污染阻隔净化材料,根据实验结果并综合考虑各种因素确定了2种尾矿库重金属污染阻隔净化材料的制备工艺,采用红外光谱仪、X射线衍射仪和扫描电子显微镜等对新材料进行表征分析。 以PBGC-Fe/C为吸附剂,对水中砷（V）、铬（VI）和锑（III）进行了静态阻隔净化和动态阻隔净化关键技术研究,以PBGC-HAP/C为吸附剂,对水中镉（II）进行了静态阻隔净化关键技术研究。结果表明PBGC-Fe/C是阻隔净化水中砷（V）、铬（VI）和锑（III）的优秀吸附剂。pH值为2,3时,PBGC-Fe/C对水中砷（V）和铬（VI）净化效果较好;pH值为4时PBGC-Fe/C对水中锑（III）净化效果较好。实验设计与分析分别找出了4种目标重金属元素的动态、静态阻隔净化工艺优化组合7种,研究结果为后续实际应用试验研究提供数据支撑和实验基础,同时也可为实际生产提供详实的科学理论依据。 以PBGC-Fe/C和PBGC-HAP/C分别阻隔净化水中砷（V）、铬（VI）、锑（III）和镉（II）关键技术研究数据为基础,应用准一级动力学、准二级动力学、Elovich方程和Morrist颗粒内扩散反应动力学模型对净化过程进行了动力学分析;应用Langmuir吸附等温模型和Freundlich吸附等温模型对净化过程进行了热力学分析;应用Thomas模型和Yoon-Nelson模型对动态净化过程进行了拟合分析;同时使用X射线衍射仪、红外光谱仪和能谱仪等先进技术手段对PBGC-Fe/C和PBGC-HAP/C净化前后的固相物相、形貌、元素分布等进行表征和测定。对PBGC-Fe/C和PBGC-HAP/C分别阻隔净化水中砷（V）、铬（VI）、锑（III）和镉（II）的过程机理进行了一定程度的研究,推测获取其吸附过程。 以广西河池市金城江尾矿库的实际尾矿砂、人为受污染土壤和广西南丹尾矿库渗滤液废水为处理对象,应用PBGC-Fe/C为阻隔净化剂,对上述固相尾砂、土壤和渗滤液废水进行处理技术研究。分别获取了PBGC-Fe/C对广西河池市金城江尾矿库的实际尾矿砂中砷（V）和锑（III）的溶出钝化阻隔关键技术和反应过程分析;PBGC-Fe/C对人为配置受污染土壤中砷（V）、铬（VI）、锑（III）和镉（II）的溶出钝化阻隔关键技术和反应过程分析;PBGC-Fe/C对广西南丹尾矿库渗滤液废水中砷（V）的净化关键技术和反应过程分析。 项目结题时获得如下成果： （1）制备尾矿库重金属污染阻隔净化材料2种,构建尾矿库重金属动态阻隔吸附净化实验装置1种,10台套; （2）研发尾矿库重金属污染阻隔净化集成技术1套,使尾矿库渗滤液重金属污染物周期去除率达到20%以上,并总结成正式研究报告; （3）已发表论文15篇,其中SCI收录文章5篇,EI收录文章6篇,中文核心刊物4篇; （4）结合本项目培养博士1名,硕士4名; （5）申请发明专利7项,其中获得授权2项; （6）为该方向培养科研人员4人。