煉鋼粉塵浸出特性及其對(duì)難降解有機(jī)污染物降解機(jī)理的研究.pdf

1、煉鋼粉塵是煉鋼過程中產(chǎn)出的固體廢料，煉鋼粉塵主要由不同價(jià)態(tài)的氧化鐵組成，除了產(chǎn)量大、含鐵量高外，還具有含鐵價(jià)態(tài)多、粒度小、比表面積大的特點(diǎn)。 實(shí)驗(yàn)分別采用通過化學(xué)組成分析、X射線粉末衍射儀(XRD)、熱重—差示掃描量熱分析儀(TG—DSC)、激光粒度儀、透射電鏡(TEM)、比表面孔徑分析儀(Brunauer—Emmett—Teller，簡稱BET))，系統(tǒng)對(duì)煉鋼粉塵的化學(xué)組成、結(jié)晶相、粒度分布、顆粒尺寸、顆粒形狀進(jìn)行了研究和分

2、析，得出煉鋼粉塵的物理化學(xué)性質(zhì)。 在了解了煉鋼粉塵表面性質(zhì)的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步考察煉鋼粉塵中鐵在硫酸、鹽酸中的浸出行為。分別研究了溫度、酸初始濃度和煉鋼粉塵用量對(duì)酸溶性鐵離子浸出行為的影響。研究表明，酸溶性鐵離子酸浸出行為可用顆粒不變縮核收縮芯模型進(jìn)行描述。在硫酸體系中，確定酸溶性鐵離子浸出過程為內(nèi)擴(kuò)散控制型，在硫酸酸浸的條件下體系表現(xiàn)活化能為12.72 kJ·mol-1：在鹽酸體系中，浸出過程近似為化學(xué)反應(yīng)控制，在鹽酸酸浸的條件

3、下體系表觀活化能為37.70 kJ·mol-1。對(duì)在硫酸或者鹽酸溶液中浸出的Fe2+濃度與浸出時(shí)間的研究發(fā)現(xiàn)：在初始的140min內(nèi)，它們呈現(xiàn)出較好的線性關(guān)系。 在以上研究基礎(chǔ)上，以煉鋼粉塵酸浸液為鐵離子來源，與H2O2配制成Fenton試劑，對(duì)亞甲基藍(lán)的降解進(jìn)行了研究。考察了鐵離子濃度、H2O2濃度、反應(yīng)時(shí)間對(duì)降解的影響，并對(duì)反應(yīng)機(jī)理進(jìn)行了探討。結(jié)果表明，在鐵離子濃度為0.34 mmol·L-1，H2O2濃度為5.9 mmo

4、l·L-1時(shí)，對(duì)亞甲基藍(lán)的降解率高達(dá)96.7％。然后將其降解效果與傳統(tǒng)的Fenton和類Fenton試劑進(jìn)行了比較，以化學(xué)試劑FeSO4、FeCl3、FeSO4+FeCl3為鐵離子來源，分別與H2O2配制成Fenton試劑，對(duì)亞甲基藍(lán)的降解進(jìn)行了研究。結(jié)果表明，煉鋼粉塵酸浸液為鐵離子來源的Fenton試劑對(duì)亞甲基藍(lán)的降解效果最好。 以煉鋼粉塵顆粒為鐵離子來源，與H2O2配制成Fenton試劑，對(duì)有機(jī)染料亞甲基藍(lán)、孔雀石綠的降解

5、進(jìn)行了研究。特點(diǎn)在于Fenton過程所必需的鐵離子是從負(fù)載不同價(jià)態(tài)鐵的煉鋼粉塵表面逐漸釋放到懸浮液中。降解前后亞甲基藍(lán)、孔雀石綠的殘余濃度用紫外—可見光譜法來測定。通過測定懸浮液中亞甲基藍(lán)、孔雀石綠降解前后的殘余濃度來評(píng)價(jià)降解效率。系統(tǒng)研究了煉鋼粉塵用量、H2O2濃度、染料初始濃度、反應(yīng)pH、反應(yīng)時(shí)間、反應(yīng)溫度諸因素對(duì)染料降解的影響，并對(duì)降解機(jī)理進(jìn)行了探討。通過大量實(shí)驗(yàn)獲得了用煉鋼粉塵降解兩種染料的最佳工藝參數(shù)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果充分證明，以煉鋼