一、我国主要类型土壤对稀土元素的吸附和解吸特征(论文文献综述)
温腾[1](2021)在《离子型稀土矿颗粒表面双电层镧、铵分布研究》文中提出离子型稀土资源因其独特的战略意义备受关注,对于稀土离子的赋存研究多集中于宏观层面,从成矿机理、吸附/解吸特性、赋存形态等方面进行研究探讨,从微观层面对离子的赋存位置研究甚少。因此,研究稀土离子、铵离子在稀土矿中的具体赋存位置,对离子型稀土高效浸出、尾矿残留铵治理有着重要的意义。本文结合双电层理论对离子型稀土浸取过程进行研究,选用颗粒表面电荷密度模型计算出离子在双电层中的占比情况。进行了不同初始浓度氯化镧、氯化铵溶液在不同类型稀土矿上的吸附/解吸试验,结合试验结果与模型计算结果,研究结论如下所示:(1)矿样对阳离子的吸附能力与比表面积并无直接关系,而与矿样的表面电位成正相关,表面电位越大,吸附能力越强,这与矿样颗粒表面的带电性有关。基于表面电荷密度模型计算出离子在三地稀土矿双电层滑动面中占比为寻乌1.61%、安远1.3%、信丰1.12%。分析得出阳离子吸附能力与离子占比的大小成正比,阳离子吸附能力越强,离子在双电层中外Helmholtz层的占比越大。(2)镧离子在高岭土上的吸附量呈现“阶梯式”增长,而镧离子在稀土矿饱和吸附过程中却并未出现类似现象,且在氯化镧浓度为0.4 g·L-1时达到最大吸附量,推断该现象为镧离子在高岭土上吸附未饱和所致。镧离子在三地稀土矿的吸附特性有所不同,吸附形态以离子态、固定态为主。固定态、离子态镧在寻乌矿的吸附量最多,表明寻乌矿对镧的“亲和力”更强,推测该种“亲和力”可能与稀土富集成矿有关。将离子占比与饱和吸附原矿镧解吸试验结果对比,发现离子占比计算值与试验结果存在差异,水溶态镧占吸附总量的1-10%,离子态镧占吸附总量的33-93%。(3)在浓度30 mmol·L-1时,铵在稀土矿上的吸附达到最大吸附量。不同地区稀土矿对铵的吸附特性具有差异性,表现为不同形态的铵吸附量的差异性,这是由稀土矿成矿原因、稀土品味、矿物成分、电化学性质共同决定。稀土离子的提取主要依靠离子态铵,比例并非简单的3:1,而与矿样理化性质、稀土平均价态相关。离子占比结果表明仅有2%的离子赋存于扩散层中,与尾矿铵解吸试验结果不符。尾矿淋洗试验表明水溶态离子释放并不会引起Zeta电位大幅度波动,离子态离子释放会引起Zeta电位绝对值增大。由于对滑动面的界定位置有所争议,离子占比计算结果与实际解吸结果有所偏差。结果表明,水溶态离子赋存于扩散层中,离子态离子赋存于外Helmholtz层中。
张超[2](2021)在《离子型稀土矿的浸出模型与溶质运移计算》文中研究表明在离子吸附型稀土矿开采的现阶段,主要是依靠简单的室内试验和工程经验确定浸矿时的浸矿剂浓度和用量,易出现浸矿剂用量估算过量,引发矿区及其周边环境氨氮严重超标。通过因地制宜合理设计浸矿剂浓度与用量,减少浸矿剂在矿体中的残留量,是从源头上减少稀土矿原地浸矿工艺引发环境污染问题的直接手段。离子吸附型稀土浸矿实质上是离子交换和运移过程,采用液固比变化的杯浸试验,探索稀土浸出时稀土矿质量和浸矿剂用量的关系,建立离子吸附型稀土矿离子交换经验模型;分析浸矿剂阴离子对阳离子交换的影响机理,采用Langmuir模型刻画阴离子的影响,以质量作用模型描述阳离子交换过程,建立稀土浸矿的屏蔽模型;分析矿体中杂质阳离子对稀土离子交换的影响机理,采用离子竞争交换分析方法,建立稀土矿考虑杂质离子影响的竞争离子交换模型;以所建立的交换模型作为源汇项,结合对流-弥散方程,构建离子吸附型稀土浸矿过程的数值模拟方法,研究液固比、阴离子和杂质离子对稀土浸矿的影响规律,指导浸矿剂浓度和用量的设计。在此过程中得到以下结论:(1)采用硫酸铵作为浸矿剂,进行不同液固比的杯浸试验。试验表明,加入铵离子的浓度与稀土残余率呈负指数关系,由此建立了离子吸附型稀土矿离子交换过程的经验模型。通过与Kerr模型比较,提出的经验模型能够描述稀土浸矿过程中液固比不断变化的实际情况,低浓度区域的计算精度优于现有的Kerr模型。(2)研究了不同浓度的硫酸铵和氯化铵对稀土品位测试结果的影响,结果发现,稀土品位随阴离子浓度呈负相关关系,被屏蔽的稀土离子量随阴离子浓度变化趋势可以采用Langmuir形式量化,在此基础上,建立了考虑阴离子对稀土离子浸出影响的屏蔽模型。以硫酸铵和氯化铵分别作为浸矿剂浸出稀土,在低铵离子浓度时,相同铵离子浓度下,相比氯化铵,以硫酸铵作为浸矿剂浸出稀土离子更多;在铵离子浓度较高时,相比硫酸铵,采用氯化铵作为浸矿能浸出更多稀土离子。屏蔽模型能够合理的表示出硫酸铵和氯化铵浸矿时的差异性。(3)采用氯化铵(为了避免溶液中硫酸根与金属离子结合生成沉淀)作为浸矿剂浸出稀土矿,通过XRF和ICP-MS测试方法分析浸出液中金属离子的种类和含量。结果表明,在铵离子浓度较低时,相比于稀土离子,矿体中的Ca2+、Fe3+、Al3+、Cr2+等杂质离子会优先与铵离子发生离子交换反应。结合稀土离子和杂质离子竞争交换溶液中铵离子的规律,在屏蔽模型基础上,建立考虑杂质离子影响的竞争离子交换模型,并以钙离子作为主要杂质离子进行验证分析,通过与屏蔽模型对比,可知在存在竞争交换情况时,竞争离子交换模型的精度优于屏蔽模型。(4)分别以Kerr模型、考虑阴离子对稀土浸出影响的屏蔽模型和杂质离子对稀土浸出影响的竞争交换模型为源汇项,以对流-弥散模型描述离子的运移过程,建立了离子型稀土浸矿过程的数值计算方法。在相同工况下,Kerr模型的离子穿透曲线的峰值浓度更低。在低浓度和低用量情况下,阴离子的屏蔽效应对稀土浸出存在促进作用,而杂质离子的存在,对稀土浸出存在明显的抑制作用。
王玢彤[3](2021)在《改良剂和有机肥改良土壤对钾吸附-解吸的影响研究》文中研究指明
李现柯[4](2021)在《重金属离子在赤泥上的吸附与解吸特性试验研究》文中研究指明本文以重金属污染的治理和赤泥固体废弃物的资源化利用为背景,通过室内静态吸附试验,系统分析了单一因素对重金属离子在赤泥上的吸附特性和机理的影响,并研究了多种重金属离子混合后在赤泥上的竞争吸附特性及机理,还开展了三种重金属离子在赤泥上的解吸试验,使用两种吸附-解吸模型进行拟合,最后利用一维土柱中的渗流试验,研究了赤泥隔层对重金属运移过程的影响以及对不同重金属的截污能力的差异。所得的结论如下:(1)溶液初始pH和浓度、反应时间,赤泥剂量、温度等因素对重金属离子在赤泥上的吸附有不同程度的影响,其他条件相同时,重金属离子的脱除率随赤泥剂量、温度和pH的增加而增加。浓度为100mg/L的Pb(Ⅱ)、Cd(Ⅱ)、Cu(Ⅱ)三种重金属离子溶液,所需最佳赤泥剂量分别为1.0、1.5、2.0 g/L。Pb(Ⅱ)、Cd(Ⅱ)、Cu(Ⅱ)三种重金属离子溶液初始pH分别为4.2、5.0、4.0时,重金属离子脱除率达到最佳。(2)对单一离子的吸附而言,吸附强度大小顺序为Pb(Ⅱ)>Cd(Ⅱ)>Cu(Ⅱ);从三种离子的竞争吸附来看,竞争系统中重金属离子的吸附量均有所降低。依据分配系数,三种重金属离子的吸附优先程度为:Pb(Ⅱ)>Cd(Ⅱ)>Cu(Ⅱ)。重金属离子在赤泥上的吸附优先程度除了与重金属本身的性质相关外,还与赤泥中矿物成分(如赤铁矿、针铁矿、纤铁矿、方解石、硬水铝石、石英、软水铝石、水硅铝钙石)含量相关。(3)重金属离子浓度越大,重金属离子之间的竞争吸附效应越显着,脱除率折减系数kr越大;重金属离子脱除率折减系数kr随赤泥剂量的增大而减小,这说明增大赤泥剂量有助于提高重金属离子在竞争系统中的脱除率。(4)重金属离子的吸附-解吸存在滞回现象,吸附-解吸曲线具有明显的非线性特征,即使系统上连续施加七次稀释循环后,仍有一小部分重金属被解吸。(5)非线性吸附-解吸模型可以更好的对吸附-解吸试验进行拟合,并且可以反映温度和不同重金属离子的影响。温度增加,非线性吸附-解吸模型的吸附-解吸平衡常数也随之增加,表明升高温度可以提高吸附性能越好。三种重金属的吸附-解吸曲线的非线性程度顺序为Cu(Ⅱ)>Cd(Ⅱ)>Pb(Ⅱ),该顺序与三种重金属离子在赤泥上的吸附强度顺序相反,重金属离子吸附能力越弱,相应的吸附-解吸曲线越接近于非线性。(6)赤泥隔层对三种重金属离子的截污能力具有较大差异性,赤泥隔层对Pb(Ⅱ)的截污能力优于Cd(Ⅱ),对Cd(Ⅱ)的截污能力优于Cu(Ⅱ),此顺序与赤泥对三种重金属离子的吸附顺序一致,说明赤泥隔层对三种重金属离子的截污能力受其对重金属离子的吸附能力影响。赤泥是一种比较理想的防渗材料,既可以起到防渗作用,又可以极大限度的降低了土体污染物中重金属离子含量。
黄玉凤[5](2021)在《基岩对风化壳离子吸附型稀土矿形成的制约及机制》文中进行了进一步梳理稀土元素在新能源、新材料等高新科技发展中不可或缺,尤其在航空航天、国防军工等领域具有不可替代的应用,因而被世界多国列为战略资源。21世纪以来,全球市场对稀土资源的需求与日俱增,国内外掀起了稀土矿床科学研究及勘查工作的新浪潮。离子吸附型稀土矿是我国独具特色的优势矿产,其重稀土资源储量占世界的80%以上,更提供了目前全球市场90%以上的重稀土矿产品,因而备受世人瞩目。近年来,国内离子吸附型稀土矿找矿工作取得了很多重大突破,如首次在宁都地区发现了变质岩风化壳离子吸附型稀土矿以及在上犹加里东期花岗岩风化壳中发现了轻、重稀土矿。因此,对离子吸附型稀土矿的研究又产生了新的问题,如不同类型成矿母岩(变质岩、花岗岩)风化成矿的差异及母岩对成矿的制约因素是什么?同类型母岩如何控制不同矿化类型(轻、重稀土)?相关问题的研究,对完善离子吸附型稀土矿床的成因理论以及指导离子吸附型稀土矿的找矿工作均具有重要意义。本论文以赣州宁都变质岩风化壳离子吸附型轻稀土矿、上犹花岗岩风化壳离子吸附型重稀土矿以及上犹花岗岩风化壳离子吸附型轻稀土矿三个典型矿床风化剖面为研究对象,对剖面的矿物学、岩石学、地球化学、地质年代学开展详细的分析,并进行模拟实验研究,查明了三个剖面基岩稀土元素赋存状态、风化特征以及对成矿的控制因素。通过对比,系统地总结了基岩的组成和结构等特征对风化壳中离子吸附型稀土矿形成的制约。本论文工作获得主要认识结论如下:1、查明了宁都浅变质岩风化壳稀土成矿特征及控矿因素(1)成矿母岩为变质细砂-粉砂岩,稀土平均含量约198μg/g,稀土主要赋存于(含)稀土矿物中。质量平衡计算表明,热液成因的水磷铈矿和REE-绿帘石中的稀土元素占全岩的62.6%。因此,热液蚀变对变质岩稀土元素含量和赋存状态的改变是变质岩风化成矿的关键。(2)变质岩的低渗透率导致风化壳发育程度较弱。风化壳中黏土矿物主要为伊利石、高岭石、水黑云母,黏土矿物的组成及演化控制了风化壳p H值。在低渗透率和p H值共同作用下,稀土矿体常就位于风化壳浅部,矿体层稀土平均含量约962μg/g,浸出率约75%。(3)风化壳中轻、重稀土元素分异较弱,风化壳下部(半风化层)稀土元素分异受矿物的差异溶解控制;风化壳上部(全风化层及红土层)稀土分异受黏土矿物对轻重稀土的差异吸附控制;剖面中Ce异常受氧化还原条件控制。2、查明了上犹复式花岗岩风化壳中轻、重稀土成矿特征及控矿因素(1)上犹复式岩体风化壳中轻、重稀土矿的形成主要受基岩稀土配分特征控制。上犹复式岩体中的早期侵入体风化形成轻稀土矿,晚期侵入体风化形成重稀土矿,而两期侵入体分别以富轻稀土、重稀土为特征,故在各自风化壳中分别形成轻、重稀土矿。因此,上犹复式岩体晚期侵入体风化壳是寻找离子吸附型重稀土矿的重要靶区。(2)上犹复式岩体晚期侵入体局部经历较强的热液蚀变作用,造成全岩稀土含量显着降低,并改变了原岩含稀土矿物组成,使易风化的磷灰石转变为难风化磷钇矿、独居石。因此,该地区热液蚀变不利于离子吸附型稀土矿的形成。(3)富重稀土剖面风化强,矿体位于4~9 m,稀土平均含量为439μg/g,浸出率约为65%~80%;富轻稀土剖面风化弱,富集层位于0~6 m,稀土平均含量为328μg/g,浸出率约为67.8%~87.5%。稀土元素的分异主要受黏土矿物吸附作用影响,在风化壳上部相对富集轻稀土,下部相对富集重稀土。3、对比并总结了母岩特征对离子吸附型稀土矿形成的制约(1)基岩稀土含量是风化成矿的基础。基岩中稀土元素组成特征控制其风化壳中稀土矿化类型,富重稀土的基岩风化形成离子吸附型重稀土矿,富轻稀土的母岩风化则形成离子吸附型轻稀土矿。(2)热液蚀变作用直接影响基岩稀土元素含量及(含)稀土矿物组合。一方面热液可以带入或带出稀土;另一方面热液可以将难风化的稀土矿物转变为易风化的稀土矿物,也可以使易风化的稀土矿物转变为难风化的稀土矿物。从而很大程度上影响基岩风化形成离子吸附型稀土矿的潜力。(3)基岩的结构特征影响其风化壳的渗透系数,进而影响风化壳的风化程度、黏土矿物组成以及矿体在风化壳中的富集层位。
黄健[6](2021)在《广东仁居风化壳离子吸附型稀土矿床中稀土元素的富集分异机制研究》文中研究说明华南离子吸附型稀土矿床是全球重要的稀土资源类型之一,具有储量大、分布广、重稀土含量高和放射性活度低等特点。目前,该类矿床提供了全球约20%的稀土和90%以上的重稀土。近年来,随着新能源材料、电子科技、航空航天等领域对重稀土需求的增长,离子吸附型稀土矿床中稀土富集分异的机制已引起国内外学者的广泛关注。最近的研究表明,离子吸附型稀土矿床的矿化过程与黏土矿物转变及风化壳的侵蚀-剥蚀速率等有关。然而风化壳的形成环境与过程相对内生成矿更加复杂,其演化不仅受岩体微裂隙、矿物粒径、矿物成分和组成矿物的抗风化能力等基岩性质的影响,还受控于气候、地形地貌及地质构造、微生物作用和地下水渗流等地质条件。作为稀土元素的来源,富稀土矿物和造岩矿物的风化顺序及稀土配分模式是决定该类矿床稀土类型及经济价值的主要因素。然而,目前很少有针对不同富稀土矿物对离子吸附型稀土矿床成矿贡献的专门研究。铁锰氧化物在风化壳中广泛分布,具有比表面积大、表面活性位点多等特点,能够通过吸附、类质同象置换和共沉淀等方式有效地固定稀土元素;然而相对于该类矿床主要开采利用的离子交换态稀土,关于铁锰氧化态的研究程度稍显不足,缺乏风化壳中铁锰氧化物对稀土富集分异影响的研究。此外,风化壳中的地下水,它既是岩体风化的必备物质,也是稀土元素迁移的重要驱动力,另外还制约了风化壳氧化还原环境的变迁。因此,深入开展地下水对风化壳中稀土元素富集分异影响的相关研究十分必要。为解决上述问题,本论文选择位于粤北仁居稀土矿区发育于花岗岩之上的两个完整风化剖面为对象,通过TIMA、EPMA、SEM和LA-ICP-MS等分析方法开展了矿物形貌学和矿物地球化学研究,阐明了风化过程中矿物的风化顺序,探明了风化壳稀土的物质来源;通过XRD、TEM、XRF、ICP-MS和稀土赋存态顺序提取等分析手段开展了风化壳矿物学和地球化学研究,厘清了风化剖面的矿物组成和稀土元素配分模式,阐明了风化剖面稀土元素的赋存态及其变化规律;以风化剖面和矿区地下水为对象,开展了详细的风化壳矿物学和地下水地球化学研究,提出了判断稀土矿化过程中风化壳潜水面的指标,建立了地下水控制风化壳中稀土元素的成矿模型。通过以上三个方面的综合研究,揭示了风化壳离子吸附型稀土矿床中稀土元素的物质来源和富集分异机制。本论文获得的主要结论和认识如下:(1)阐明了仁居石英闪长岩风化过程中矿物的风化顺序,探明了离子吸附型稀土矿床的物质来源。岩相学研究表明基岩中的矿物按氟碳钙铈矿→(榍石→磷灰石)/(黑云母/角闪石→斜长石)→钾长石→磁铁矿→石英→锆石的顺序风化。这表明榍石风化时,已有黑云母和斜长石风化转变为高岭石,为风化释放的稀土元素提供了充足的吸附载体。因此,中等抗风化的榍石是风化壳中稀土元素的主要来源,风化壳很大程度上继承榍石的稀土配分模式,形成轻稀土明显富集的离子吸附型稀土矿床。(2)厘清了风化剖面稀土元素的赋存态及其变化规律,为稀土开采利用提供了理论依据。顺序提取结果表明,从矿物中溶解释放的稀土元素主要赋存于离子交换态和铁锰氧化态中,少量赋存于有机结合态和碳酸盐结合态中。(3)阐明了稀土元素在各赋存态中的配分模式及其分异机制。在矿物风化过程中,残渣态的重稀土富集程度随着风化程度的增加而逐渐增大。在稀土矿化过程中,各稀土赋存态对稀土元素分异的作用相互影响。透射电镜分析表明在风化壳下部铁氧化物以针铁矿为主,风化壳上部主要为赤铁矿,而锰元素通常与铁氧化物共存。铁锰氧化物通过内圈络合优先固定重稀土,导致轻稀土趋向于被黏土矿物吸附,从而形成轻稀土明显富集的离子交换态和仁居离子吸附型稀土矿床。(4)提出了用于指示离子吸附型稀土矿床形成过程中潜水面位置的矿物学和地球化学指标。研究发现Ce异常值的急剧变化能够反映风化壳氧化还原环境的突变,赤铁矿/针铁矿相对含量的急剧变化是风化壳干湿环境突变的指标,层状Fe-REE氧化物胶体是风化壳潜水面波动的产物,这三者均可用于指示风化壳离子吸附型稀土矿床演化过程中潜水面的位置。(5)建立了地下水控制风化壳中稀土元素的成矿模型,强调了包气带和饱水带地下水对华南风化壳中稀土元素活化、迁移和富集过程的独特作用。在风化壳中,地下水系统包括潜水面之上的包气带和潜水面之下的饱水带。稀土元素的分布和地球化学行为表明,渗透性较强的包气带有利于稀土元素从富稀土矿物中溶解释放,并随淋滤流体向下运移,而相对稳定的高p H饱水带有利于高岭石和埃洛石对稀土离子的吸附。长期的淋溶过程导致稀土元素在饱水带中不断积累,最终形成透镜状稀土矿体。
任富天[7](2021)在《离子型稀土矿区残留浸矿剂在土壤中的迁移规律及对地下水的影响研究》文中研究指明稀土元素在国家经济、战略上意义重大,随着科学技术快速发展,稀土元素的需求急剧增加,由稀土矿山开采产生的环境污染问题也引起了广泛关注。硫酸铵((NH4)2SO4)原位浸矿工艺是目前离子型稀土矿开采应用最广泛的提取工艺。原位浸矿过程中大量使用高浓度的(NH4)2SO4溶液作为浸矿剂,造成矿区及周边地区水土环境严重氮污染。本研究选择赣南足洞矿区内某典型离子型稀土原位浸矿尾矿场地,通过对矿区内采矿历史概况分析,在2019年6月到7月进行未开发原矿土壤剖面和浸矿后尾矿土壤剖面采样,结合室内试验分析、浸矿剂迁移转化试验土柱模拟和回归方程拟合预测,系统分析尾矿土壤中铵态氮的富集分布特征及其可能的影响因素;揭示铵态氮的垂向运移机制,估算其垂向迁移速率;描绘铵态氮析出和运移的分布图,阐明铵态氮缓慢释放对地下水污染的影响,为离子型稀土尾矿场地的治理提供理论指导。主要结论如下:(1)采矿活动结束多年后,尾矿深层土壤剖面理化性质仍未得到明显改善。研究结果表明,矿山土壤酸化严重,主要表现在p H未开矿土壤=5.73>p H矿区下游土壤=4.87>p H淋洗中尾矿土壤=4.63>p H尾矿土壤=3.87;铵态氮在深层土壤剖面富集,尾矿土壤中铵态氮残留量在60~204.3 mg·kg-1,是未开矿土壤铵态氮浓度的12倍~40倍,具有潜在生态风险,同时土壤p H和含水率会显着影响土壤中铵态氮的吸附和解吸附过程;通过实验探究发现尾矿土壤中残留铵态氮不同形态间的比例:水溶态铵(60%)>可交换态铵(35%)>固定态铵(5%)。(2)揭示了不同降雨量对应的淋洗水量条件下铵态氮沿土壤剖面的时空分布特征,估算其迁移速率。不同降雨量条件下,随着淋洗时间的推移,各土层铵态氮浓度呈现出下降趋势,体系内铵态氮总含量发生不同程度的淋溶损失。汛期,年均降雨量和枯水期降雨量条件下,体系内铵态氮平均含量分别减少了537 mg·L-1,338 mg·L-1,231 mg·L-1,总淋洗效率依次为63.7%,54.8%,31.0%;淋洗过程按照时间尺度可划分为浸出液浓度快速增加阶段(第21天前)和浸出液浓度缓慢增加阶段(第21天-第60天);淋洗过程按照空间尺度可以将土壤剖面划分为五层:完全淋洗带(0-20 cm),有效淋洗带(20-60 cm),过渡淋洗带(60-100 cm),二次吸附带(100-150 cm),未淋洗带(150-200 cm)。(3)拟合并预测了铵态氮沿土壤剖面运移过程,定量分析了不同降雨量条件下铵态氮缓慢释放对地下水污染的影响。铵态氮浓度变化趋势与淋洗水量间的最优拟合关系为三次函数,R2>0.85;不同降雨量对应的淋洗水量条件下,土壤剖面铵态氮完全释放所需的淋洗总水量不同,向地下水中排放铵态氮的总量亦不同,汛期土壤中铵态氮完全释放时间为140天,淋洗总水量34.02 L,进入地下水中铵态氮总量为16.28 g;年均降雨量条件下,土壤中铵态氮完全释放时间为196天,淋洗总水量27.20L,进入地下水中铵态氮总量为16.73 g;枯水期土壤中铵态氮完全释放时间为236天,淋洗总水量16.73 L,进入地下水中铵态氮总量为10.02 g。
农佳静[8](2021)在《镍钇改性生物炭的制备及其对抗生素和重金属吸附性能研究》文中提出近年来,生物炭材料由于其较强的吸附性能而在环境领域被广泛运用。本论文以杉树皮为原料在管式炉中热解制备生物炭(BC),采用Ni和Y对生物炭进行复合改性处理,探究改性后生物炭(Ni-Y-BC)的相关物化特征,并对制备所得的Ni-Y-BC吸附恩诺沙星(ENR)的过程及机理进行分析探究。实验以单因素分析对制备影响因素进行筛选,以Box-Behnken响应面法对制备过程进行优化,确定Ni-Y-BC制备最佳配比;同时通过各种表征方法对改性前后生物炭的组成、结构、形貌进行了测定和分析;通过一系列吸附实验对吸附过程和机理进行初步的探究,并进行热解吸实验探究Ni-Y-BC的再生性;并对比研究Ni-Y-BC处理单一污染物(ENR)和复合污染物(Cu2+和ENR)的吸附效果。研究结果表明:1、采用Ni和Y对BC进行金属浸渍改性,Ni-Y-BC最佳的制备条件为:BC焙烧温度为800℃,改性剂反应温度为708℃、Ni:Y:BC的质量比为0.5:0.4:2.0,改性后Ni-Y-BC对ENR的吸附率可达到92.57%。此外,Ni-Y-BC具有明显的蜂窝状多孔结构并存在介孔,高孔隙率可以为ENR提供更多的吸附位点。2、在吸附单因素实验中,Ni-Y-BC投加量为0.05 g,p H=8.0时,Ni-Y-BC对ENR的吸附率最佳;另外,随着离子强度的增加,ENR的吸附量先增大后减少,这种现象产生的原因可能是盐析促进效应和离子的静电抑制作用同时存在的结果。3、Ni-Y-BC对ENR的最大吸附容量分别为75.09 mg/g,吸附更符合准二级动力学模型和Freundlich模型的描述,吸附以化学吸附和非均一单分子层吸附为主,且Freundlich模型的1/n<0.5表明Ni-Y-BC容易吸附ENR;吸附热力学分析表明,Ni-Y-BC吸附ENR的过程为吸热过程且具有自发性。由热重分析选择Ni-Y-BC热解吸ENR的温度为550℃,最佳的解吸时间为30 min,此外,经过5次循环后,Ni-Y-BC对ENR的吸附效率仍然保持在80%以上。此外,Ni-Y-BC对不同初始浓度的ENR和Cu2+的同时吸附动力学和等温线分析都表明溶液中的ENR与Cu2+在吸附过程中存在竞争关系。4、由FTIR和XPS分析可知,Ni-Y-BC吸附ENR的机理主要是ENR可以提供大量电子与Y(III)通过阳离子-π桥和阳离子-n桥相互作用形成阳离子络合物,此外还包括氢键的参与和π-π电子供体-受体的相互作用。相比于吸附单一的ENR,增加Cu2+后,Y(III)的结合能向更高的位置转移,Cu2+和Y(III)之间可能通过Y-O键形成内球络合物Y-O-Cu而吸附Cu2+。
沈吉利[9](2021)在《粘质沙雷氏菌对典型稀土离子的生物吸附性能及机理分析》文中研究表明稀土冶炼废水中低浓度稀土离子由于缺乏经济有效回收方法被直接排放,不但造成稀土资源浪费,也污染了环境。微生物吸附法相比传统水处理方法具有操作成本低、吸附和解吸速率快等优点,已经应用于重金属废水处理。但是微生物吸附法处理稀土废水尤其是吸附机理研究较少,限制了其在稀土废水处理中的应用。本课题以稀土废水中铕和镝两种元素为研究对象,以粘质沙雷氏菌为吸附剂,采用化学改性方法增强粘质沙雷氏菌表面的羧基及氨基,研究了沙雷氏菌改性前后对铕(Eu(Ⅲ))和镝(Dy(Ⅲ))吸附性能的影响作用。考察了pH、吸附时间、稀土离子初始浓度、吸附剂用量等因素对吸附行为的影响。采用SEM-EDS、TEM、FTIR、XPS、Zeta电位测量和BET比表面积分析等手段研究了粘质沙雷氏菌的组成、结构及其对铕和镝两种稀土离子的吸附机理。研究了稀盐酸、EDTA、碳酸钠和柠檬酸三钠等试剂对铕和镝的解吸附作用。本研究能为实现粘质沙雷氏菌对稀土废水中典型稀土离子的回收和利用提供理论和技术支持。主要研究成果如下:(1)粘质沙雷氏菌活性对稀土离子的吸附性能有重要影响,选取培养48h的高活性粘质沙雷氏菌作为吸附剂。单因素实验结果表明,粘质沙雷氏菌对Eu(Ⅲ)和Dy(Ⅲ)均具有较高的吸附容量,在最佳吸附条件下,粘质沙雷氏菌对Eu(Ⅲ)的最大吸附容量和去除率分别为115.36 mg·g-1和90.12%;对Dy(Ⅲ)的最大吸附容量和去除率则分别为95.81mg·g-1和95.86%。吸附动力学和吸附等温线研究表明,粘质沙雷氏菌对Eu(Ⅲ)和Dy(Ⅲ)的生物吸附过程遵循准二级动力学模型和Langmuir吸附模型,表明这一过程为单层化学吸附。解吸实验发现,EDTA的解吸效果较好,对Eu(Ⅲ)和Dy(Ⅲ)的解吸率分别为93.28%和99.07%,可以有效回收稀土。(2)为了提高粘质沙雷氏菌无活性干菌的吸附性能,对粘质沙雷氏菌表面通过接枝聚酰胺酸进行了化学改性。Zeta电位测量和FTIR分析显示聚酰胺酸已成功接枝在粘质沙雷氏菌表面。研究发现,化学改性显着提高了粘质沙雷氏菌对Eu(Ⅲ)和Dy(Ⅲ)的吸附性能,对Eu(Ⅲ)的最大吸附容量和去除率分别可达131mg·g-1和为99.31%;对Dy(Ⅲ)的最大吸附容量和去除率分别为122 mg·g-1和99.46%。吸附性能的提高是因为随着聚酰胺对细菌的改性,羧基的引入使粘质沙雷氏菌表面负电性增强,加强了其对稀土离子的静电吸引;同时,改性粘质沙雷氏菌表面拥有数量更多的氨基和酰胺基团,增加了粘质沙雷氏菌表面对稀土离子配位的活性位点,促进了对稀土离子的络合配位作用,大大增强了粘质沙雷氏菌对稀土离子的吸附能力。吸附动力学和热力学行为研究发现,粘质沙雷氏菌对Eu(Ⅲ)和Dy(Ⅲ)的生物吸附过程与改性前相似,遵循准二级动力学模型和Langmuir吸附模型,表明这一过程为单层化学吸附。(3)探讨分析了粘质沙雷氏菌对Eu(Ⅲ)和Dy(Ⅲ)的生物吸附过程中的相关作用机理:在适当的条件下,粘质沙雷氏菌表面显示负电性,能够通过静电吸引作用有效吸引带正电荷的稀土离子,促进稀土离子在粘质沙雷氏菌表面的吸附;稀土离子与粘质沙雷氏菌中的Na+、K+等金属离子发生离子交换进入生物吸附材料;此外,粘质沙雷氏菌中含有大量的-NH2、-CONH和-COOH等活性官能团能够与稀土离子发生配位作用,促进吸附的发生。因此,粘质沙雷氏菌吸附铕和镝是静电吸引、离子交换和络合配位的综合作用。本研究结果表明,粘质沙雷氏菌可作为一种具有潜在应用前景的生物吸附剂,从稀土废水中回收稀土元素。
杨杰[10](2021)在《螺旋藻生物吸附剂在处理稀土废水中的应用研究》文中认为稀土资源的开发与利用对我国的经济发展和战略安全都具有重要的意义,然而稀土废水污染已经成为当前稀土开采和应用中面临的严峻环境问题。据不完全统计,我国离子型稀土废水年排放量约为200万吨,造成稀土资源的严重浪费和严峻的环境污染问题。此外,离子型稀土废水中通常还含有一定量的重金属离子,其对环境造成严重的危害。因此,当前迫切需要研发出切实有效的方法对离子型稀土废水进行深度处理,对其中有价元素进行富集回收。近年来,生物吸附法(Biosorption)因操作成本低、选择性高、普适性强、处理效果好、吸附和解吸附速率快、环境友好等优点引起了研究学者们的重视。本文开展了螺旋藻吸附稀土废水中典型稀土离子和重金属离子的研究,以稀土Y3+离子和重金属Cu2+、Pb2+为代表,研究了螺旋藻对各种金属离子的吸附行为,考察了溶液pH、螺旋藻用量、金属离子初始浓度、温度和吸附时间等因素对螺旋藻吸附稀土Y3+和重金属Cu2+、Pb2+性能的影响作用,通过研究螺旋藻对稀土金属离子吸附过程中的动力学行为、吸附等温线,结合螺旋藻吸附金属离子前后SEM-EDS、FT-IR、XPS等分析揭示吸附过程中的相关作用机制。主要获得以下结论:研究了溶液pH、螺旋藻用量、金属离子初始浓度、温度和吸附时间等因素对螺旋藻吸附稀土Y3+和重金属Cu2+、Pb2+性能的影响作用,结果表明适当增大溶液pH、提高温度、延长吸附时间都有助于提高螺旋藻对稀土Y3+、Cu2+、Pb2+的吸附容量和去除率;较低螺旋藻用量、较高离子初始浓度有助于获得较高的吸附容量,但另一方面会降低离子的去除率,因此最佳的吸附实验条件需要在二者之间获得一个平衡点。在pH=5、吸附温度T=40℃、溶液体积100m L和吸附时间t=720min的固定条件下,当螺旋藻用量m0=0.6g、稀土浓度C0=1600mg/L时,螺旋藻对Y3+的吸附容量达到75.6mg/g;在螺旋藻用量m0=0.7g、稀土浓度C0=200mg/L条件下,对Y3+去除率可达78.5%。正交实验结果表明,以Y3+的去除率(回收率)为主要考察指标,螺旋藻吸附Y3+的优化工艺参数为:pH为5.5,吸附剂用量为1.6g,Y3+初始浓度为600mg/L,吸附时间为120分钟。螺旋藻对稀土Y3+和重金属Cu2+、Pb2+的吸附过程符合准二级动力学模型和Langmuir吸附等温线,表明螺旋藻对各种金属离子的吸附主要表现为单层化学吸附。结合螺旋藻吸附金属离子前后SEM-EDS、FT-IR、XPS等分析表征,提出了螺旋藻吸附Y3+的作用机理:螺旋藻表面在较宽的pH范围内显示负电性,稀土Y3+通过静电吸引作用可以快速扩散到螺旋藻与溶液界面,进而与Na+、K+、Mg2+和Ca2+等金属离子发生离子交换作用吸附至螺旋藻表面。螺旋藻细胞壁中含有大量的羧基、羰基、羟基和磷酸基等活性基团,Y3+能与这些基团发生配位作用,从而产生牢固的吸附。研究了HCl、(NH4)2SO4和Na NO3稀溶液对吸附Y3+螺旋藻的解吸行为,结果发现HCl溶液对Y3+的解吸率最好达到95.5%,而(NH4)2SO4和Na NO3溶液的解吸率不够理想。(NH4)2SO4是南方离子型稀土有效的浸出剂,然而在本实验中(NH4)2SO4对吸附Y3+的螺旋藻的解吸率并不高,表明稀土Y3+在螺旋藻表面的吸附状态与离子型稀土离子在黏土矿物表面的吸附状态有很大不同。通过对比螺旋藻对稀土Y3+和重金属Cu2+、Pb2+的吸附性能发现,螺旋藻对三种金金属离子吸附性能的优劣顺序为Y3+>>Pb2+>Cu2+。这一方面可能是由于Y3+化合价态更高,与螺旋藻表面的静电吸引更强;另一方面可能是Y3+与螺旋藻中的羧基、胺基等官能团配位能力更强所致。
二、我国主要类型土壤对稀土元素的吸附和解吸特征(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、我国主要类型土壤对稀土元素的吸附和解吸特征(论文提纲范文)
(1)离子型稀土矿颗粒表面双电层镧、铵分布研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 土壤中离子赋存 |
1.2.2 双电层理论的应用 |
1.3 研究内容和技术路线 |
1.3.1 主要研究内容 |
1.3.2 技术路线 |
第二章 试验材料及理化参数 |
2.1 试验材料及设备 |
2.1.1 试验材料 |
2.1.2 试验设备 |
2.2 矿样理化参数 |
2.2.1 颗粒级配 |
2.2.2 矿物成分 |
2.2.3 杂质含量 |
2.2.4 稀土配分 |
第三章 离子型稀土原矿双电层离子占比 |
3.1 引言 |
3.2 理论基础 |
3.3 试验方案 |
3.4 结果与讨论 |
3.5 本章小结 |
第四章 稀土矿镧饱和吸附及双电层离子占比 |
4.1 引言 |
4.2 试验方案 |
4.2.1 镧在高岭土上的平衡吸附 |
4.2.2 镧在稀土矿上的饱和吸附 |
4.2.3 饱和吸附样镧的解吸 |
4.2.4 饱和吸附样Zeta电位测试 |
4.3 试验结果与讨论 |
4.3.1 镧吸附初始浓度 |
4.3.2 稀土矿镧饱和吸附量 |
4.3.3 饱和吸附样镧形态及其含量 |
4.3.4 饱和吸附样双电层离子占比 |
4.4 本章小结 |
第五章 浸出尾矿铵形态及其赋存位置 |
5.1 引言 |
5.2 试验方案 |
5.2.1 铵在高岭土上的吸附 |
5.2.2 稀土矿氯化铵浸出 |
5.2.3 浸出尾矿铵解吸 |
5.2.4 淋洗尾矿Zeta电位测试 |
5.3 试验结果与讨论 |
5.3.1 铵初始浓度的确定 |
5.3.2 稀土完全浸出铵吸附量 |
5.3.3 浸出尾矿铵赋存形态 |
5.3.4 尾矿双电层铵赋存位置探讨 |
5.4 本章小结 |
第六章 结论与展望 |
6.1 结论 |
6.2 展望 |
参考文献 |
致谢 |
攻读学位期间的研究成果 |
(2)离子型稀土矿的浸出模型与溶质运移计算(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 土壤离子交换模型的研究 |
1.2.2 稀土离子交换模型的研究 |
1.2.3 浸矿过程溶质运移的研究 |
1.3 研究主要内容 |
1.4 技术路线 |
第二章 离子型稀土浸矿过程的经验模型 |
2.1 试验方案 |
2.1.1 矿土制备 |
2.1.2 稀土浸出批试验 |
2.1.3 变V_L:m_s试验 |
2.2 经验模型 |
2.2.1 试验数据 |
2.2.2 模型推导 |
2.2.3 模型的比较及分析 |
2.3 本章小结 |
第三章 考虑阴离子影响的屏蔽模型 |
3.1 试验方案 |
3.1.1 矿土制备 |
3.1.2 品位测验 |
3.1.3 硫酸根的屏蔽试验 |
3.1.4 稀土浸出批试验 |
3.2 离子交换屏蔽模型 |
3.2.1 稀土离子被屏蔽量的计算方法 |
3.2.2 模型推导 |
3.2.3 试验结果 |
3.2.4 模型验证 |
3.2.5 参数分析 |
3.3 本章小结 |
第四章 考虑杂质离子影响的竞争离子交换模型 |
4.1 试验方案 |
4.1.1 主要阳离子最大浸出量试验 |
4.1.2 钙离子与稀土离子浸出试验 |
4.1.3 硫酸铵浸稀土矿批试验 |
4.2 竞争离子交换模型 |
4.2.1 试验结果 |
4.2.2 模型推导 |
4.2.3 考虑钙离子影响的竞争离子交换模型 |
4.2.4 模型验证与分析 |
4.3 本章小结 |
第五章 浸矿过程数值计算与溶质运移规律 |
5.1 一维浸矿过程的计算方法 |
5.1.1 无源汇项对流-弥散方程的解法 |
5.1.2 源汇项为Kerr模型的解法 |
5.1.3 源汇项为屏蔽模型的解法 |
5.1.4 源汇项为竞争交换模型的解法 |
5.2 浸矿过程的溶质运移规律 |
5.2.1 浸矿剂浓度对浸取率的影响规律 |
5.2.2 浸矿剂用量对浸取率的影响规律 |
5.3 浸矿剂浓度和用量的优化方法 |
5.4 本章小结 |
第六章 结论与展望 |
6.1 结论 |
6.2 展望 |
参考文献 |
致谢 |
攻读学位期间的研究成果 |
(4)重金属离子在赤泥上的吸附与解吸特性试验研究(论文提纲范文)
致谢 |
中文摘要 |
ABSTRACT |
1 绪论 |
1.1 研究背景与意义 |
1.2 赤泥简介 |
1.2.1 赤泥产生和性质 |
1.2.2 赤泥处置方法研究 |
1.2.3 赤泥资源化利用研究现状 |
1.3 重金属污染处理方法 |
1.4 研究目的及内容 |
2 试验材料、仪器与研究方法 |
2.1 试验材料 |
2.1.1 赤泥 |
2.1.2 重金属离子 |
2.1.3 铜试剂 |
2.1.4 萃取剂 |
2.2 试验仪器 |
2.2.1 紫外可见分光光度计 |
2.2.2 原子吸收分光光度计 |
2.2.3 HY-6A双层振荡器 |
2.2.4 低速离心机 |
2.2.5 HH-600恒温水箱 |
2.3 试验方法 |
2.4 吸附理论模型 |
2.4.1 脱除率和吸附量的计算方法 |
2.4.2 等温吸附理论及吸附热动力学理论 |
2.5 本章小结 |
3 赤泥对单一重金属离子的静态吸附研究 |
3.1 材料与试验方法 |
3.2 赤泥对Pb(Ⅱ)的静态吸附研究 |
3.2.1 吸附时间对Pb(Ⅱ)吸附效果的影响 |
3.2.2 赤泥剂量对Pb(Ⅱ)吸附效果的影响 |
3.2.3 Pb(Ⅱ)在赤泥上的等温吸附特性 |
3.2.4 温度对Pb(Ⅱ)吸附效果的影响 |
3.2.5 pH对Pb(Ⅱ)吸附效果的影响 |
3.2.6 Pb(Ⅱ)在赤泥上的吸附机理探讨 |
3.3 赤泥对Cd(Ⅱ)的静态吸附研究 |
3.3.1 吸附时间对Cd(Ⅱ)吸附效果的影响 |
3.3.2 赤泥剂量对Cd(Ⅱ)吸附效果的影响 |
3.3.3 Cd(Ⅱ)在赤泥上的等温吸附特性 |
3.3.4 温度对Cd(Ⅱ)吸附效果的影响 |
3.3.5 pH对Cd(Ⅱ)吸附效果的影响 |
3.3.6 Cd(Ⅱ)在赤泥上的吸附机理探讨 |
3.4 赤泥对Cu(Ⅱ)的静态吸附研究 |
3.4.1 吸附时间对Cu(Ⅱ)吸附效果的影响 |
3.4.2 赤泥剂量对Cu(Ⅱ)吸附效果的影响 |
3.4.3 Cu(Ⅱ)在赤泥上的等温吸附特性 |
3.4.4 温度对Cu(Ⅱ)吸附效果的影响 |
3.4.5 初始pH对Cu(Ⅱ)吸附效果的影响 |
3.4.6 Cu(Ⅱ)在赤泥上的吸附机理探讨 |
3.5 本章小结 |
4 多种重金属离子在赤泥上的竞争吸附特性研究 |
4.1 材料与试验方法 |
4.2 Pb(Ⅱ)-Cd(Ⅱ)二元竞争吸附特性研究 |
4.2.1 赤泥剂量对竞争吸附的影响 |
4.2.2 等温吸附特性 |
4.3 Pb(Ⅱ)-Cu(Ⅱ)二元竞争吸附特性研究 |
4.3.1 赤泥剂量对竞争吸附的影响 |
4.3.2 等温吸附特性 |
4.4 Cd(Ⅱ)-Cu(Ⅱ)二元竞争吸附特性研究 |
4.4.1 赤泥剂量对竞争吸附的影响 |
4.4.2 等温吸附特性 |
4.5 Pb(Ⅱ)-Cd(Ⅱ)-Cu(Ⅱ)三元竞争吸附特性研究 |
4.5.1 赤泥剂量对竞争吸附的影响 |
4.5.2 等温吸附特性 |
4.6 重金属在赤泥上吸附的优先顺序及机理 |
4.6.1 重金属在赤泥上吸附的优先顺序 |
4.6.2 竞争吸附对脱除效果的影响 |
4.7 本章小结 |
5 重金属离子在赤泥上的解吸特性研究 |
5.1 材料与试验方法 |
5.2 Pb(Ⅱ)的吸附-解吸特性 |
5.2.1 常温下Pb(Ⅱ)的吸附-解吸过程 |
5.2.2 温度对Pb(Ⅱ)吸附-解吸过程的影响 |
5.3 Cd(Ⅱ)的吸附-解吸特性 |
5.3.1 常温下Cd(Ⅱ)的吸附-解吸过程 |
5.3.2 温度对Cd(Ⅱ)吸附-解吸过程的影响 |
5.4 Cu(Ⅱ)的吸附-解吸特性 |
5.4.1 常温下Cu(Ⅱ)的吸附-解吸过程 |
5.4.2 温度对Cu(Ⅱ)吸附-解吸过程的影响 |
5.5 本章小结 |
6 定水头作用下重金属离子迁移过程的试验研究 |
6.1 材料与试验方法 |
6.1.1 材料 |
6.1.2 试验装置与方案 |
6.1.3 试验过程 |
6.2 重金属离子在粉土迁移过程的试验研究 |
6.2.1 重金属离子浓度变化规律 |
6.2.2 流出液流量变化规律 |
6.2.3 重金属浓度分布规律 |
6.3 本章小结 |
7 结论和展望 |
7.1 结论 |
7.2 展望 |
参考文献 |
作者简历及攻读硕士学位期间取得的研究成果 |
学位论文数据集 |
(5)基岩对风化壳离子吸附型稀土矿形成的制约及机制(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第1章 绪论 |
1.1 选题依据及意义 |
1.2 离子吸附型稀土矿概述 |
1.2.1 离子吸附型稀土矿的发现与命名 |
1.2.2 离子吸附型稀土矿的分布 |
1.2.3 离子吸附型稀土矿的工业指标及储量规模划分 |
1.3 离子吸附型稀土矿研究现状 |
1.3.1 成矿母岩研究 |
1.3.2 风化过程及风化壳特征 |
1.3.3 风化过程稀土元素的迁移-富集-分异特征 |
1.3.4 稀土元素迁移-富集-分异影响因素 |
1.3.5 稀土元素赋存状态 |
1.4 研究内容、技术路线及论文工作情况 |
1.4.1 研究内容 |
1.4.2 技术路线 |
1.4.3 论文工作量 |
第2章 研究区地质、地理背景 |
2.1 区域地质背景 |
2.1.1 区域变质沉积地层 |
2.1.2 区域岩浆岩 |
2.1.3 区域岩浆岩、变质沉积地层稀土元素丰度 |
2.2 区域地理概况 |
2.3 研究区风化壳与离子吸附型稀土矿 |
第3章 样品采集和实验方法 |
3.1 样品采集 |
3.2 样品处理和测试方法 |
第4章 宁都变质岩风化壳离子吸附型轻稀土矿 |
4.1 变质岩基岩特征 |
4.1.1 岩相学特征 |
4.1.2 (含)稀土矿物特征 |
4.1.3 水磷铈矿物相鉴定 |
4.1.4 稀土元素赋存状态 |
4.1.5 地球化学特征 |
4.2 变质岩风化壳特征 |
4.2.1 矿物组成特征 |
4.2.2 主微量、CIA、pH变化规律 |
4.2.3 稀土元素赋存状态 |
4.3 成矿特征及控矿因素 |
4.3.1 成矿特征 |
4.3.2 控矿因素 |
4.4 本章小结 |
第5章 上犹花岗岩风化壳离子吸附型重稀土矿 |
5.1 重稀土基岩特征 |
5.1.1 岩相学特征 |
5.1.2 (含)稀土矿物特征 |
5.1.3 地球化学特征 |
5.1.4 锆石U-Pb年龄 |
5.1.5 基岩与两期侵入体关系 |
5.2 重稀土风化壳特征 |
5.2.1 矿物组成特征 |
5.2.2 主微量、CIA、pH变化规律 |
5.2.3 稀土元素赋存状态 |
5.3 母岩特征对成矿的制约及风化壳稀土富集分异控制因素 |
5.3.1 母岩对重稀土成矿的制约 |
5.3.2 风化壳稀土富集分异控制因素 |
5.4 本章小结 |
第6章 上犹花岗岩风化壳离子吸附型轻稀土矿 |
6.1 轻稀土基岩特征 |
6.1.1 岩相学特征 |
6.1.2 (含)稀土矿物特征 |
6.1.3 地球化学特征 |
6.1.4 基岩与两期侵入体关系 |
6.2 轻稀土风化壳特征 |
6.2.1 矿物组成特征 |
6.2.2 主微量、CIA、pH变化规律 |
6.2.3 稀土元素赋存状态 |
6.3 母岩特征对成矿的制约及风化壳稀土富集分异控制因素 |
6.3.1 母岩对成矿的制约 |
6.3.2 风化壳稀土富集分异特征及控制因素 |
6.4 本章小结 |
第7章 结论与展望 |
7.1 主要结论 |
7.2 主要特色与创新之处 |
7.3 不足之处及展望 |
参考文献 |
致谢 |
作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
(6)广东仁居风化壳离子吸附型稀土矿床中稀土元素的富集分异机制研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第1章 绪论 |
1.1 选题依据及研究意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 风化壳形成的影响因素 |
1.2.2 离子吸附型稀土矿床中稀土元素的富集机制 |
1.2.3 离子吸附型稀土矿床中稀土元素的分异机制 |
1.3 研究内容、方法和完成工作量 |
1.3.1 研究内容 |
1.3.2 拟解决关键科学问题 |
1.3.3 研究方案和分析方法 |
1.3.4 完成工作量 |
1.4 主要创新性成果 |
第2章 地质背景 |
2.1 区域地层 |
2.2 区域构造 |
2.2.1 褶皱构造 |
2.2.2 断裂构造 |
2.3 区域岩浆作用 |
2.3.1 火山活动 |
2.3.2 侵入活动 |
2.4 稀土矿产及自然地理 |
2.5 钻孔和取样设计 |
第3章 样品制备及主要分析方法 |
3.1 样品前处理 |
3.2 矿物组成分析 |
3.3 铁氧化物(氢氧化物)物相分析 |
3.4 矿物形貌及成分分析 |
3.5 矿物结构分析 |
3.6 矿物微区成分分析 |
3.7 风化壳主微量元素测试 |
3.8 风化壳稀土赋存态顺序提取分析 |
3.9 风化壳pH测试 |
第4章 富稀土矿物风化特征及其对稀土成矿过程的影响 |
4.1 引言 |
4.2 风化剖面矿物学特征 |
4.2.1 矿物组成特征 |
4.2.2 矿物风化特征 |
4.2.3 矿物稀土配分特征 |
4.3 风化剖面地球化学特征 |
4.3.1 主量元素组成特征 |
4.3.2 微量元素组成特征 |
4.4 讨论 |
4.4.1 仁居风化剖面中矿物的风化顺序 |
4.4.2 富稀土矿物风化顺序对仁居风化剖面中稀土富集成矿的影响 |
4.5 结论 |
第5章 风化壳中各稀土赋存态的分异机制 |
5.1 引言 |
5.2 风化剖面矿物变化特征 |
5.2.1 主要矿物转变特征 |
5.2.2 铁锰氧化物变化特征 |
5.2.3 稀土矿物风化特征 |
5.3 风化剖面化学变化规律 |
5.3.1 主量元素变化规律 |
5.3.2 稀土元素变化规律 |
5.4 稀土赋存状态 |
5.5 讨论 |
5.5.1 原生稀土矿物溶解过程中的稀土分异 |
5.5.2 矿化过程中的稀土分异 |
5.6 结论 |
第6章 地下水对离子吸附型稀土矿床中稀土元素富集的影响 |
6.1 引言 |
6.2 风化剖面的岩相序列特征 |
6.3 风化剖面的铁氧化物变化特征 |
6.4 风化剖面的稀土分布规律 |
6.5 地下水的化学特征 |
6.6 讨论 |
6.6.1 潜水面的指标 |
6.6.2 包气带中稀土元素淋滤 |
6.6.3 饱水带中稀土矿化 |
6.7 成矿模型 |
6.8 结论 |
第7章 结论与展望 |
7.1 主要结论 |
7.2 不足之处及后续工作展望 |
参考文献 |
附录 |
致谢 |
作者简历及博士期间发表的学术论文与研究成果 |
(7)离子型稀土矿区残留浸矿剂在土壤中的迁移规律及对地下水的影响研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景与意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 离子型稀土矿开采工艺与其环境效应 |
1.2.2 离子型稀土矿区土壤中氮化物残留情况 |
1.2.3 土壤中氮化物迁移试验研究 |
1.2.4 离子型稀土矿区地下水污染状况 |
1.3 研究目标、内容与技术路线 |
1.3.1 研究目标与内容 |
1.3.2 技术路线 |
第二章 研究区概况 |
2.1 赣南稀土矿区自然地理环境 |
2.1.1 地理位置 |
2.1.2 气象水文条件 |
2.1.3 水资源条件 |
2.1.4 土壤条件 |
2.1.5 水文地质条件 |
2.2 赣南稀土矿区矿产资源 |
2.3 赣南稀土矿区氮化物污染现状 |
第三章 尾矿深层土壤剖面铵态氮污染特征及影响因素 |
3.1 试验设计 |
3.1.1 野外采样方案 |
3.1.2 指标分析测定 |
3.2 尾矿土壤剖面土壤p H动态 |
3.3 尾矿土壤剖面土壤含水率动态 |
3.4 尾矿土壤剖面土壤铵态氮分布与富集特征 |
3.5 尾矿土壤深层剖面铵态氮分布影响因素 |
3.6 本章小结 |
第四章 淋洗条件下尾矿土壤中铵态氮迁移规律试验研究 |
4.1 试验设计 |
4.1.1 研究方法 |
4.1.2 浸矿剂迁移转化试验系统 |
4.1.3 样品的采集与测定方法 |
4.1.4 数据分析与处理 |
4.2 土壤中铵态氮含量的时间分布特征 |
4.2.1 10 cm层次土壤溶液铵态氮淋溶动态 |
4.2.2 20 cm层次土壤溶液铵态氮淋溶动态 |
4.2.3 40 cm层次土壤溶液铵态氮淋溶动态 |
4.2.4 60 cm层次土壤溶液铵态氮淋溶动态 |
4.2.5 100 cm层次土壤溶液铵态氮淋溶动态 |
4.2.6 150 cm层次土壤溶液铵态氮淋溶动态 |
4.2.7 200 cm层次土壤溶液铵态氮淋溶动态 |
4.3 土壤中铵态氮含量的空间分布特征 |
4.3.1 汛期降雨量条件下铵态氮垂向分布特征 |
4.3.2 年平均降雨量条件下铵态氮垂向分布特征 |
4.3.3 枯水期降雨量条件下铵态氮垂向分布特征 |
4.4 不同降雨量对土壤中铵态氮淋溶的影响 |
4.4.1 不同降雨量条件下铵态氮浓度时空变化相关性分析 |
4.4.2 不同降雨量条件下铵态氮浓度聚类热力分析 |
4.5 本章小结 |
第五章 铵态氮在土壤中迁移过程与对地下水影响分析 |
5.1 铵态氮吸附与解吸附过程 |
5.2 铵态氮沿土壤剖面迁移速率拟合分析 |
5.3 铵态氮沿土壤剖面完全淋洗预测分析 |
5.4 铵态氮沿剖面释放对地下水的影响 |
5.4.1 土壤-地下水界面铵态氮浓度时间变化过程 |
5.4.2 地下水铵态氮污染水平总量估算 |
5.5 本章小结 |
第六章 结论与展望 |
6.1 结论 |
6.2 问题与展望 |
参考文献 |
致谢 |
作者简介 |
附件 |
(8)镍钇改性生物炭的制备及其对抗生素和重金属吸附性能研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
符号说明 |
第一章 绪论 |
1.1 抗生素的来源及去除技术 |
1.1.1 抗生素的来源 |
1.1.2 抗生素的去除技术 |
1.1.3 生物炭简介 |
1.2 生物炭改性方法 |
1.2.1 酸碱改性 |
1.2.2 金属氧化物和金属盐改性 |
1.2.3 粘土矿物改性 |
1.2.4 球磨改性 |
1.3 生物炭吸附机理 |
1.3.1 π-π电子相互作用 |
1.3.2 氢键作用 |
1.3.3 静电作用 |
1.3.4 疏水作用 |
1.3.5 孔隙填充作用 |
1.4 稀土的现状以及其吸附剂的应用 |
1.4.1 稀土的现状 |
1.4.2 单一稀土金属氧化物/氢氧化物吸附剂 |
1.4.3 复合稀土金属氧化物/氢氧化物吸附剂 |
1.4.4 稀土金属浸渍吸附剂 |
1.5 本课题主要研究内容及研究意义 |
1.5.1 研究目的及意义 |
1.5.2 研究内容 |
1.5.3 技术路线 |
第二章 实验材料与方法 |
2.1 实验设备与试剂 |
2.1.1 实验设备 |
2.1.2 实验材料 |
2.2 材料制备及恩诺沙星测定方法 |
2.2.1 杉树生物炭(BC)的制备 |
2.2.2 镍钇改性生物炭(Ni-Y-BC)的制备 |
2.2.3 恩诺沙星(ENR)定量检测方法 |
2.3 表征方法 |
2.3.1 比表面积(BET)分析 |
2.3.2 傅里叶红外光谱(FTIR)分析 |
2.3.3 X射线衍射(XRD)分析 |
2.3.4 扫描电镜(SEM)分析 |
2.3.5 表面酸性官能团测定 |
2.3.6 阳离子交换量(CEC)测定 |
第三章 Ni-Y-BC制备的影响因素及其结构表征 |
3.1 Ni-Y-BC的制备条件优化 |
3.1.1 炭化温度单因素实验 |
3.1.2 硝酸镍投加量单因素实验 |
3.1.3 硝酸钇投加量单因素实验 |
3.1.4 改性剂反应温度单因素实验 |
3.2 制备条件对Ni-Y-BC吸附性能的影响 |
3.2.1 炭化温度的影响 |
3.2.2 硝酸镍投加量的影响 |
3.2.3 硝酸钇投加量的影响 |
3.2.4 改性剂反应温度的影响 |
3.3 Ni-Y-BC最佳制备工艺的确定 |
3.3.1 Box-Behnken优化实验 |
3.3.2 Box-Behnken实验结果分析 |
3.3.3 模型实验验证 |
3.4 BC和 Ni-Y-BC的结构表征 |
3.4.1 傅里叶红外光谱(FTIR)分析 |
3.4.2 扫描电镜法(SEM)分析 |
3.4.3 X射线衍射(XRD)分析 |
3.4.4 比表面积(BET)分析 |
3.4.5 表面酸性官能团和阳离子交换量(CEC)分析 |
3.5 本章小结 |
第四章 Ni-Y-BC对 ENR的吸附性能分析 |
4.1 恩诺沙星吸附实验 |
4.1.1 Ni-Y-BC投加量对吸附ENR的影响 |
4.1.2 酸碱电位滴定法测定Ni-Y-BC零点电荷pH_(pzc) |
4.1.3 初始p H值对Ni-Y-BC吸附ENR的影响 |
4.1.4 离子强度对Ni-Y-BC吸附ENR的影响 |
4.1.5 吸附动力学实验 |
4.1.6 吸附等温线实验 |
4.1.7 吸附热力学实验 |
4.1.8 吸附剂再生实验 |
4.1.9 X射线光电子能谱(XPS)分析 |
4.2 Ni-Y-BC对 ENR的吸附性能分析 |
4.2.1 Ni-Y-BC投加量对吸附ENR的影响 |
4.2.2 Ni-Y-BC零点电荷分析及初始p H值对Ni-Y-BC吸附ENR的影响 |
4.2.3 离子强度对Ni-Y-BC吸附ENR的影响 |
4.2.4 初始ENR浓度对Ni-Y-BC吸附ENR的影响 |
4.2.5 吸附动力学分析 |
4.2.6 吸附等温线分析 |
4.2.7 吸附热力学分析 |
4.2.8 吸附剂的再生 |
4.3 Ni-Y-BC吸附ENR机理分析 |
4.3.1 FTIR分析 |
4.3.2 XPS分析 |
4.4 本章小结 |
第五章 Ni-Y-BC吸附抗生素和重金属混合污染的研究 |
5.1 不同ENR浓度对Cu~(2+)吸附的影响 |
5.1.1 Cu~(2+)校准曲线的绘制 |
5.1.2 吸附动力学分析 |
5.1.3 吸附等温线分析 |
5.2 不同Cu~(2+)浓度对ENR吸附的影响 |
5.2.1 吸附动力学分析 |
5.2.2 吸附等温线分析 |
5.3 Ni-Y-BC同时吸附ENR与 Cu~(2+)机理分析 |
5.3.1 FTIR分析 |
5.3.2 XPS分析 |
5.4 本章小结 |
第六章 结论与展望 |
6.1 结论 |
6.2 展望 |
6.3 主要创新点 |
参考文献 |
致谢 |
攻读硕士学位期间发表的学术论文 |
(9)粘质沙雷氏菌对典型稀土离子的生物吸附性能及机理分析(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景与意义 |
1.1.1 国内外稀土资源应用概况 |
1.1.2 稀土废水的形成及影响 |
1.2 微生物吸附研究进展 |
1.2.1 微生物吸附国内外研究现状 |
1.2.2 微生物吸附作用机理研究 |
1.3 课题的提出与研究内容 |
第二章 实验材料与方法 |
2.1 实验仪器和试剂 |
2.1.1 实验仪器和设备 |
2.1.2 实验药剂 |
2.2 实验方法 |
2.2.1 粘质沙雷氏菌的培养及表面性质分析 |
2.2.2 粘质沙雷氏菌对铕、镝离子的吸附实验 |
2.2.3 吸附动力学及吸附等温线 |
2.2.4 表征分析 |
2.2.5 解吸实验 |
第三章 粘质沙雷氏菌对铕、镝离子的吸附行为研究及机理研究 |
3.1 粘质沙雷氏活性对吸附稀土离子的影响 |
3.1.1 粘质沙雷氏菌干湿细胞对稀土离子吸附的影响 |
3.1.2 不同预处理方法对粘质沙雷氏菌吸附稀土离子的影响 |
3.1.3 菌龄对粘质沙雷氏菌吸附稀土离子的影响 |
3.2 粘质沙雷氏菌对铕、镝离子吸附性能 |
3.2.1 pH的影响 |
3.2.2 吸附时间的影响 |
3.2.3 初始浓度的影响 |
3.2.4 吸附剂量的影响 |
3.3 粘质沙雷氏菌吸附铕、镝离子的吸附动力学和吸附等温线 |
3.3.1 吸附动力学 |
3.3.2 吸附等温线 |
3.4 粘质沙雷氏菌吸附铕、镝离子的解吸研究 |
3.5 粘质沙雷氏菌吸附铕、镝离子的吸附机理研究 |
3.5.1 BET分析 |
3.5.2 SEM-EDS结果分析 |
3.5.3 透射电镜结果分析 |
3.5.4 FTIR结果分析 |
3.5.5 XPS分析 |
3.5.6 机理分析 |
3.6 本章小结 |
第四章 粘质沙雷氏菌改性研究 |
4.1 粘质沙雷氏菌的改性 |
4.2 粘质沙雷氏菌改性前后表面性质变化 |
4.2.1 改性前后SEM分析 |
4.2.2 改性前后Zeta电位分析 |
4.2.3 改性前后红外分析 |
4.3 改性粘质沙雷氏菌吸附性能研究 |
4.4 改性粘质沙雷氏菌吸附动力学研究 |
4.4.1 改性粘质沙雷氏菌对铕、镝离子的吸附动力学拟合 |
4.4.2 改性粘质沙雷氏菌对铕、镝离子的等温线拟合 |
4.5 改性粘质沙雷氏菌吸附机理研究 |
4.5.1 改性粘质沙雷氏菌吸附铕镝离子前后SEM-EDS结果分析 |
4.5.2 改性粘质沙雷氏菌吸附铕镝离子前后FTIR分析 |
4.5.3 改性粘质沙雷氏菌吸附铕镝离子前后XPS分析 |
4.5.4 机理分析 |
4.6 本章小结 |
第五章 结论与展望 |
5.1 结论 |
5.2 展望 |
参考文献 |
致谢 |
攻读硕士学位期间的研究成果 |
(10)螺旋藻生物吸附剂在处理稀土废水中的应用研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景与意义 |
1.2 微生物吸附法在处理稀土废水中的应用研究进展 |
1.3 论文的提出及研究内容与技术路线 |
第二章 实验材料与方法 |
2.1 实验材料 |
2.2 试验仪器及设备 |
2.3 实验方法 |
2.3.1 螺旋藻生物吸附剂的制备 |
2.3.2 稀土Y~(3+)的制备与测定 |
2.3.3 螺旋藻对Y~(3+)的吸附实验 |
2.3.4 螺旋藻吸附稀土Y~(3+)的正交实验 |
2.3.5 螺旋藻对重金属Cu~(2+)、Pb~(2+)的吸附试验 |
2.3.6 分析表征 |
2.3.7 螺旋藻生物吸附剂的解吸 |
第三章 螺旋藻对稀土Y~(3+)的吸附性能及影响因素研究 |
3.1 螺旋藻对Y~(3+)的吸附条件优化 |
3.1.1 pH的影响 |
3.1.2 吸附剂用量m_0的影响 |
3.1.3 初始浓度C_0的影响 |
3.1.4 吸附温度T的影响 |
3.1.5 吸附时间t的影响 |
3.2 螺旋藻吸附Y~(3+)的多因素正交实验 |
3.3 吸附Y~(3+)螺旋藻的解吸研究 |
3.4 本章小结 |
第四章 螺旋藻对稀土Y~(3+)的吸附机理研究 |
4.1 螺旋藻对稀土Y~(3+)的吸附动力学 |
4.2 螺旋藻对Y~(3+)的吸附等温线 |
4.3 螺旋藻吸附Y~(3+)前后表征分析 |
4.3.1 螺旋藻吸附Y~(3+)前后红外光谱(FT-IR)分析 |
4.3.2 扫描电镜与能谱(SEM-EDS)分析 |
4.3.3 螺旋藻吸附Y~(3+)的XPS分析 |
4.4 螺旋藻吸附Y~(3+)机理分析 |
4.5 本章小结 |
第五章 螺旋藻对重金属Cu~(2+)、Pb~(2+)的吸附性能研究 |
5.1 螺旋藻对Cu~(2+)、Pb~(2+)的单因素实验分析 |
5.1.1 溶液pH的影响 |
5.1.2 吸附剂用量的影响 |
5.1.3 吸附温度T的影响 |
5.1.4 Cu~(2+)、Pb~(2+)初始浓度的影响 |
5.1.5 吸附时间t的影响 |
5.2 吸附动力学和吸附等温线分析 |
5.2.1 吸附动力学 |
5.2.2 吸附等温线 |
5.3 本章小结 |
第六章 结论与展望 |
6.1 结论 |
6.2 展望 |
参考文献 |
致谢 |
攻读学位期间的研究成果 |
四、我国主要类型土壤对稀土元素的吸附和解吸特征(论文参考文献)
- [1]离子型稀土矿颗粒表面双电层镧、铵分布研究[D]. 温腾. 江西理工大学, 2021
- [2]离子型稀土矿的浸出模型与溶质运移计算[D]. 张超. 江西理工大学, 2021
- [3]改良剂和有机肥改良土壤对钾吸附-解吸的影响研究[D]. 王玢彤. 辽宁工程技术大学, 2021
- [4]重金属离子在赤泥上的吸附与解吸特性试验研究[D]. 李现柯. 北京交通大学, 2021
- [5]基岩对风化壳离子吸附型稀土矿形成的制约及机制[D]. 黄玉凤. 中国科学院大学(中国科学院广州地球化学研究所), 2021(01)
- [6]广东仁居风化壳离子吸附型稀土矿床中稀土元素的富集分异机制研究[D]. 黄健. 中国科学院大学(中国科学院广州地球化学研究所), 2021(01)
- [7]离子型稀土矿区残留浸矿剂在土壤中的迁移规律及对地下水的影响研究[D]. 任富天. 石河子大学, 2021
- [8]镍钇改性生物炭的制备及其对抗生素和重金属吸附性能研究[D]. 农佳静. 广西大学, 2021(12)
- [9]粘质沙雷氏菌对典型稀土离子的生物吸附性能及机理分析[D]. 沈吉利. 江西理工大学, 2021
- [10]螺旋藻生物吸附剂在处理稀土废水中的应用研究[D]. 杨杰. 江西理工大学, 2021(01)