【摘 要】
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近年来我国矿产资源的开采量呈持续增长的趋势,选矿过程中排放的废水量也逐年攀升,对水生态环境造成了严重的破坏。丁基黄药作为有色金属硫化矿浮选工艺中最常使用的巯基捕收剂之一,在选矿废水中大量存在。丁基黄药不但会毒害水生生物,污染水体环境,还能通过生物富集作用积累在人类肝脏中,危害身体健康。当今时代我国推进社会主义生态文明建设的步伐日益加快,对生态环境问题的重视程度越来越高,选矿废水中丁基黄药的高效处理
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近年来我国矿产资源的开采量呈持续增长的趋势,选矿过程中排放的废水量也逐年攀升,对水生态环境造成了严重的破坏。丁基黄药作为有色金属硫化矿浮选工艺中最常使用的巯基捕收剂之一,在选矿废水中大量存在。丁基黄药不但会毒害水生生物,污染水体环境,还能通过生物富集作用积累在人类肝脏中,危害身体健康。当今时代我国推进社会主义生态文明建设的步伐日益加快,对生态环境问题的重视程度越来越高,选矿废水中丁基黄药的高效处理对实现矿业可持续的高质量发展具有重要意义。本文以污水处理厂剩余污泥为原材料制备载铁污泥非均相Fenton催化剂Fe-SS,进行Fenton反应降解丁基黄药。对制备的催化剂进行表征分析,考察Fe-SS非均相Fenton催化降解丁基黄药的效能,得到优化的主要反应条件,并对丁基黄药的Fenton催化降解机理进行探讨,为实现选矿废水中丁基黄药的深度处理提供理论参考和实践指导。采用反复浸渍-热解法制备载铁污泥非均相Fenton催化剂Fe-SS,采用SEM、BET、FT-IR、XRD、XPS和VSM技术对Fe-SS的表征分析显示,Fe-SS属于介孔材料,比表面积为30.027 m~2/g,平均孔径2.125 nm,表面含有大量含氧官能团,负载的铁氧化物以α-Fe2O3晶体形式存在,催化剂表面Fe（II）占比较高,是主要的催化活性物种。Fe-SS中含有较多SiO2晶体和Si-OH官能团,在Fenton反应中起到协同催化作用。进行吸附实验、单因素实验和重复再生实验考察Fe-SS非均相Fenton催化降解丁基黄药的效能。Fe-SS对丁基黄药的吸附符合准一级动力学模型和Langmuir等温吸附模型,主要属于单层物理吸附,最大吸附量为103.41 mg/g。单因素实验得出的优化反应条件为:催化剂投加量1.0 g/L,pH 5.0,H2O2投加量8.0 mmol/L,反应80 min后丁基黄药去除率为99.85%,TOC去除率为59.14%,与Fe2+催化均相Fenton降解丁基黄药的效果相当,Fe-SS具备良好的催化性能。使用过的Fe-SS经过简单再生处理后催化性能恢复至原有水平,能够继续投入使用,避免了重复制备催化剂的过程。基于H2O2分解、自由基生成以及反应动力学,探明Fe-SS催化H2O2反应机制,解析Fe-SS非均相Fenton催化降解丁基黄药的反应进程,探讨降解反应机理。丁基黄药的降解分为分解和矿化两阶段,初步分解阶段由于形成了吸附-降解促进机制,反应速度较快。·OH在丁基黄药的降解过程中发挥主要作用,·OOH/·O2-仅起到辅助作用。丁基黄药的初步分解和彻底矿化过程均符合假二级反应动力学。
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