电解锰渣基沸石对锰离子的吸附性能研究

doi:10.11962/1006-4990.2019-0239

无机盐工业 ›› 2019, Vol. 51 ›› Issue (9): 61-66.doi: 10.11962/1006-4990.2019-0239

电解锰渣基沸石对锰离子的吸附性能研究

常军¹, 贾福康¹, 胡成山¹, 叶乾旭²

1. 铜仁学院材料与化学工程学院,贵州铜仁 554300
2. 昆明理工大学材料科学与工程学院

收稿日期:2019-05-28 出版日期:2019-09-10 发布日期:2020-06-10
作者简介:常军（1985— ）,男,博士,副教授,从事湿法冶金及重金属废水处理研究;E-mail: junchang85@163.com。
基金资助:
国家级大学生创新创业训练计划项目(电解锰渣制备沸石及其对重金属吸附性能的研究)(201710665010);贵州省教育厅科技拔尖人才支持计划项目(多场耦合作用下电解锰渣中锰组分的迁移机制研究)(KY[2017]090);贵州省科技计划项目-联合基金项目(微波强化协同浸出电解锰渣的机理研究)(LH[2017]7312)

Adsorption of manganese ion by zeolite synthesized from electrolytic manganese residue

Chang Jun¹, Jia Fukang¹, Hu Chengshan¹, Ye Qianxu²

1. School of Materials and Chemical Engineering,Tongren University,Tongren 554300,China
2. Faculty of Material Science and Engineering,Kunming University of Science and Technology

Received:2019-05-28 Published:2019-09-10 Online:2020-06-10

摘要/Abstract

摘要：

电解锰渣是电解锰行业露天堆存的大宗固体废弃物,在堆存过程中将产生毒性污染物锰离子。为有效利用电解锰渣的同时消除锰离子对环境的危害,以电解锰渣为原料采用微波碱熔活化法制备沸石,并用于吸附锰离子。考察了溶液初始锰离子质量浓度、溶液pH、吸附温度和吸附时间等因素对锰离子吸附效果的影响。结果表明:在溶液初始锰离子质量浓度为500 mg/L、溶液pH为6、吸附时间为2 h、吸附温度为50 ℃条件下,电解锰渣基沸石对锰离子具有较好的吸附能力,最大吸附量高达79.18 mg/g。探究了电解锰渣基沸石对锰离子的吸附行为。结果表明,锰离子在沸石表面的吸附符合准二级动力学模型,Langmuir等温吸附模型比Freundlich模型更适合于描述电解锰渣基沸石去除锰离子的等温吸附过程。电解锰渣基沸石循环使用性能良好,在重金属废水处理方面具有潜在的应用前景。

关键词: 电解锰渣, 沸石, 锰离子, 吸附

Abstract:

Electrolytic manganese residue（EMR） is a large amount of solid waste deposited in the open air,during the stockpiling process,toxic pollutant Mn²⁺ will be released. In order to effectively utilize EMR and eliminate the environmental hazards of Mn²⁺,zeolite was prepared by microwave heating and alkali fusion method using electrolytic manganese residue as raw material,and it was used to adsorb Mn²⁺.Then,the factors of initial Mn²⁺ concentration,solution pH,adsorption temperature and adsorption time on the adsorption effects of Mn²⁺ were discussed.The results showed that synthetic zeolite had a better performance for Mn²⁺ removal and the maximum adsorption quantity for Mn²⁺ was 79.18 mg/g under the conditons such as initial Mn²⁺ concentration of 500 mg/L,solution pH of 6,adsorption time of 2 h and adsorption temperature of 50 ℃.The adsorption behavior of zeolite from electrolytic manganese residue on manganese ions was investigated.Results showed,the adsorption of Mn²⁺ on the surface of zeolite fitted well to the pseudo second-order equation,the Langmuir equation model was found to be more suitable to explicate the experimental equilibrium isotherm results than Freundlich equation model.This study revealed that EMR-based zeolite had a good recycling performance and potential application prospect in heavy metal wastewater treatment.

Key words: electrolytic manganese residue, zeolite, manganese ion, adsorption

中图分类号:

TQ137.12

常军, 贾福康, 胡成山, 叶乾旭. 电解锰渣基沸石对锰离子的吸附性能研究[J]. 无机盐工业, 2019, 51(9): 61-66.

Chang Jun, Jia Fukang, Hu Chengshan, Ye Qianxu. Adsorption of manganese ion by zeolite synthesized from electrolytic manganese residue[J]. Inorganic Chemicals Industry, 2019, 51(9): 61-66.

图/表 11

图1

图2

图3

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表1

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表2

图8

表3

参考文献 13

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准一级方程			准二级方程
q_e / （mg·g^-1）	K₁/min^-1	R²	q_e / （mg·g^-1）	K₂/ （g·mg^-1·min^-1）	R²
41.25	0.027 96	0.898 6	84.04	0.001 214	0.995 5

Langmuir方程			Freundlich方程
q_m	K_L	R²	K_F	n	R²
80.91	0.330 2	0.999 6	34.89	5.608	0.611 4

循环使用次数	吸附容量/ （mg·g^-1）	衰减率/ %	循环使用次数	吸附容量/ （mg·g^-1）	衰减率/ %
0	79.18	0.00	3	73.12	7.65
1	77.33	2.34	4	70.74	10.66
2	75.75	4.33	5	65.68	17.05

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