摘要
本课题综合考虑粉末状吸附材料对重金属离子的优良去除效果及固液难分离问题，采用磁改性膨润土钢渣复合材料（MB-G）处理酸性矿山废水中的Cu2+、Zn2+，实现在磁场作用下，发挥吸附共沉淀协同作用，以达到提高去除效果及实现固液分离的双重效果。 对比不同材料对Cu2+、Zn2+的去除效果及沉降性能，选择去除效果及沉降性能相对优良的MB-G作为后续实验的吸附材料，并进行配比实验研究，综合去除效果及沉降性能，选择磁改性膨润土:钢渣为2:8作为后续实验MB-G的配比。 探究反应条件对MB-G去除Cu2+、Zn2+处理效果的影响，并进行正交实验确定最佳反应条件，建立等温式、动力学模型。结果表明：溶液浓度、初始pH、投加量及反应时间对MB-G的去除效果及沉降性能均有明显影响，外加磁力大小对MB-G去除效果没有明显影响，但对沉降性能有影响；MB-G处理Cu2+的最佳反应条件为：反应时间120min，投加量1g/L，Cu2+浓度100mg/L，pH约为6，相应去除率约为99.17%；处理Zn2+的最佳反应条件为：反应时间240min，投加量2.5g/L，Zn2+浓度100mg/L，pH约为6，相应去除率约为99.74%，二者在磁场作用下，沉降性能良好；MB-G对Cu2+、Zn2+的吸附过程均适合Freundlich等温式模型与准二级动力学模型。 结合SEM、XRD、EDS微观分析，揭示：MB-G对Cu2+、Zn2+的去除作用包括静电吸附、化学沉淀、离子交换、表面络合、包裹聚沉等吸附共沉淀协同作用；尤其是MB-G处理Zn2+过程中产生了明显吸附架桥作用，在Zn2+聚沉物矿物相中生成了长链状大分子桥联聚合物，MB-G处理Zn2+后的沉降性能优于处理Cu2+的沉降性能。 多元体系各离子的去除效果和竞争关系的研究结果表明：四种离子的竞争去除能力大小顺序为：Fe2+＞Cu2+＞Zn2+＞Mn2+。 磁改性膨润土钢渣复合材料（MB-G）是处理含Cu2+、Zn2+酸性矿山废水的优良矿物环保材料。
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