高炉渣对La3+的吸附性能研究

doi:10.11962/1006-4990.2018-0525

无机盐工业 ›› 2019, Vol. 51 ›› Issue (8): 44-47.doi: 10.11962/1006-4990.2018-0525

高炉渣对La³⁺的吸附性能研究

居殿春^1,²,周夏芝^1,²,张李睿¹,周磊^1,²,陈春钰^1,²,杨志彬^1,²

1.江苏科技大学张家港校区冶金与材料工程学院,江苏张家港 215600
2.张家港江苏科技大学产业技术研究院精细冶金研究所

收稿日期:2019-02-14 出版日期:2019-08-10 发布日期:2020-06-15
作者简介:居殿春（1981— ）,男,博士,讲师,主要研究方向为催化剂制备及应用、全氧冶金及冶金固废资源利用;E-mail:judianchun@just.edu.cn。
基金资助:
国家重点实验室开放基金(SKLASPP201601);江苏科技大学博士创新基金(120140008);江苏省青年基金(BK20150464)

Study on adsorption properties of blast furnace slag for La³⁺

Ju Dianchun^1,²,Zhou Xiazhi^1,²,Zhang Lirui¹,Zhou Lei^1,²,Chen Chunyu^1,²,Yang Zhibin^1,²

1. School of Metallurgical and Materials Engineering,Zhangjiagang Campus of Jiangsu University of Science and Technology,Zhangjiagang 215600,China
2. Fine Metallurgy Institute,Zhangjiagang Industrial Technology Research Institute,Jiangsu University of Science and Technology

Received:2019-02-14 Published:2019-08-10 Online:2020-06-15

摘要/Abstract

摘要：

高炉渣是高炉炼铁过程产生的主要废渣,随着中国钢铁行业的蓬勃发展,高炉渣的排放量日益增加。高炉渣的堆积不仅增加环境负担,还是一种资源浪费。为提高高炉渣的附加值,以高炉渣为吸附剂,研究了高炉渣对La³⁺的吸附性能。用扫描电镜、X射线荧光衍射、氮气吸附脱附仪对高炉渣的理化性质做了表征。为进一步研究高炉渣的吸附行为及机理,从动力学和热力学角度探讨了La³⁺在高炉渣上的吸附作用机制。实验结果表明,高炉渣颗粒分明,有微裂纹结构,是非晶态的玻璃体结构;在吸附行为实验中,实验数据分别满足准一级动力学和Langmuir等温吸附模型。

关键词: 高炉渣, La³⁺, 等温吸附模型, 动力学吸附模型

Abstract:

Blast furnace slag is the main waste slag produced in blast furnace iron-making process.With the vigorous development of iron and steel industry in China,the discharge of blast furnace slag is increasing day by day.The accumulation of blast furnace slag not only increases the environmental burden,but also is a waste of resources.To improve the added value of blast furnace slag,the adsorption properties of blast furnace slag for La³⁺were investigated.The physicochemical properties of blast furnace slag were characterized by scanning electron microscope,X-ray fluorescence diffraction and nitrogen adsorption desorption apparatus.In order to further study the adsorption behavior and mechanism of blast furnace slag,the adsorption mechanism of La³⁺ on blast furnace slag was discussed in terms of kinetics and thermodynamics.The experimental results showed that: the blast furnace slag was well-defined with micro-crack structure,and were amorphous glass bodies.In the experiment of adsorption behavior,the experimental data met the quasi-first order kinetics and Langmuir isothermal adsorption model,respectively.

Key words: blast furnace slag, La³⁺, isothermal adsorption model, kinetic adsorption model

中图分类号:

TQ133.3

居殿春,周夏芝,张李睿,周磊,陈春钰,杨志彬. 高炉渣对La³⁺的吸附性能研究[J]. 无机盐工业, 2019, 51(8): 44-47.

Ju Dianchun,Zhou Xiazhi,Zhang Lirui,Zhou Lei,Chen Chunyu,Yang Zhibin. Study on adsorption properties of blast furnace slag for La³⁺[J]. Inorganic Chemicals Industry, 2019, 51(8): 44-47.

图/表 11

表1

图1

图2

表2

图3

图4

表3

图5

表4

图6

图7

参考文献 15

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w （CaO）	w （SiO₂）	w （TiO₂）	w （Al₂O₃）	w （MgO）	w （SO₃）	w （Fe₂O₃）	w （K₂O）
39.31	26.31	10.80	10.13	8.7	1.13	1.13	0.79
w （Na₂O）	w （MnO）	w （SrO）	w （Cr₂O₃）	w （P₂O₅）	w （CeO₂）	w （ZrO₂）
0.70	0.53	0.13	0.12	0.08	0.08	0.04

吸附物质	Q_e,e / （mg·g^-1）	准一级动力学方程			准二级动力学方程
吸附物质	Q_e,e / （mg·g^-1）	Q_e,c / （mg·g^-1）	k₁/ min^-1	R²	Q_e,c / （mg·g^-1）	k₂/ min^-1	R²
La³⁺	13.56	13.495 9	6.16×10^-2	0.990 5	14.930 2	5.86×10^-3	0.970 1

T/K	Langmuir方程			Freundlich方程
T/K	R²	Q_m,L/ （mg·g^-1）	k_L （L·mg^-1）	R²	K_F/ （mg·g^-1）	1/n
293	0.983 4	190.104 8	1.61×10^-3	0.991 1	0.569 0	0.830 0
303	0.981 2	146.398 8	2.56×10^-3	0.991 6	0.845 4	0.769 1
313	0.981 8	179.715 3	1.65×10^-3	0.990 8	0.562 4	0.824 7

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