會(huì)員動(dòng)態(tài)
無(wú)機(jī)-有機(jī)雜化材料應(yīng)用于選礦廢水中微細(xì)顆粒及重金屬離子去除的研究取得重大進(jìn)展
選礦廢水排放量約2億噸/年，占全國(guó)工業(yè)廢水的10%，直接排放將造成對(duì)環(huán)境的污染和水資源的極大浪費(fèi)，因此實(shí)現(xiàn)選礦廢水循環(huán)回用具有巨大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。微細(xì)顆粒及重金屬離子是制約廢水回用的兩大關(guān)鍵因素，將直接導(dǎo)致后續(xù)浮選指標(biāo)的惡化。陳運(yùn)法課題組針對(duì)微細(xì)顆粒和重金屬離子的高效去除，設(shè)計(jì)合成了無(wú)機(jī)-有機(jī)雜化材料，實(shí)現(xiàn)了功能基團(tuán)的充分利用和無(wú)機(jī)與有機(jī)組分吸附機(jī)理的高效協(xié)同。研究取得的重大進(jìn)展如下：
（1）針對(duì)脈石成分顆粒比重低、粒度細(xì)、表面帶負(fù)電的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)合成具備星型結(jié)構(gòu)的氫氧化鋁-聚丙烯酰胺雜化材料，用于氰化尾礦懸浮液的絮凝處理。結(jié)果表明，顆粒粒度越細(xì)，該材料的絮凝優(yōu)勢(shì)越明顯，且與聚丙烯酰胺相比，該材料可將懸浮液的初始沉降速率提高9倍以上，濁度去除率提高19倍以上。目前實(shí)驗(yàn)室完成了公斤級(jí)產(chǎn)品的放大生產(chǎn)，并將其應(yīng)用于陶瓷廢水的處理，該材料可在市售絮凝劑正常用量1/3的條件下達(dá)到與市售絮凝劑相當(dāng)?shù)男跄ЧＯ嚓P(guān)研究成果發(fā)表在Minerals Engineering（2016, 89, 108–117）和Water Science and Technology（DOI: 10.2166/wst.2017.422, in press）上。
（2）在氫氧化鋁-聚丙烯酰胺高效雜化結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)之上，往聚丙烯酰胺側(cè)鏈中引入二硫代氨基甲酸鹽基團(tuán)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)微細(xì)顆粒的絮凝及重金屬離子的螯合。該螯對(duì)Cu2+的飽和吸附量可達(dá)6.515 mmol/g，Pb2+的飽和吸附量可達(dá)4.312 mmol/g，并在含正電微細(xì)顆粒和重金屬離子二元體系廢水的處理中對(duì)重金屬離子及濁度去除率均達(dá)到97%以上，對(duì)負(fù)電微細(xì)顆粒的濁度去除率也可達(dá)80%。相關(guān)研究成果發(fā)表在Journal of Applied Polymer Science（2017, 134, 45431）上，并作為當(dāng)期的封面文章。
（3）在材料氫氧化鋁-聚丙烯酰胺-二硫代氨基甲酸鹽的基礎(chǔ)之上，引入陽(yáng)離子單體合成高分子共聚物，以合理調(diào)整材料的載荷量。該材料更好地適用于負(fù)電微細(xì)顆粒與重金屬離子的共存體系，可實(shí)現(xiàn)高達(dá)95%以上的濁度去除率以及90%以上的重金屬離子去除率。該材料對(duì)Cu2+ 和Pb2+的飽和吸附量分別可達(dá)4.965 mmol/g 和 2.834 mmol/g。相關(guān)研究成果發(fā)表在Journal of Environmental Sciences（https://doi.org/10.1016/j.jes.2017.08.026, in press）上。
該研究得到了國(guó)家自然科學(xué)基金（51202249）、863計(jì)劃（2011AA06A104）和中國(guó)科學(xué)院戰(zhàn)略先導(dǎo)計(jì)劃（XDA09040100）的支持。
