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土壤和水体中的重金属离子含量超标问题日益严重,其中Pb(Ⅱ)的超标严重威胁人类的安全,Pb(Ⅱ)在人体的积累可损伤机体肝脏、肾脏和大脑的功能以及中枢神经系统。无机非金属矿物展示了处理水中Pb(Ⅱ)的能力。无机非金属矿物具有储量丰富、来源广泛、廉价易得和环境友好等特点,并且天然矿物经过提纯、焙烧和酸化等改性工艺处理后其吸附性能可得到大幅提升。利用矿物处理含Pb(Ⅱ)废水的研究较多,但各地所产的矿物在成分和结构上存在差异,因此在吸附性能与机制上也各不相同,本文主要针对信阳几种典型非金属矿物吸附Pb(Ⅱ)性能进行系统的研究。本文选用信阳上天梯地区的膨胀珍珠岩、膨润土和沸石等典型非金属矿物为吸附剂,Pb(Ⅱ)为吸附质,研究了Pb(Ⅱ)的初始浓度、吸附时间、矿物用量和吸附温度等因素对矿物吸附Pb(Ⅱ)性能的影响。然后探究提纯、酸化等预处理工艺和柠檬酸钠表面修饰工艺对膨润土和沸石吸附性能的影响。最后利用膨胀珍珠岩收尘粉、膨润土和沸石等矿物制备复合陶粒,研究了原料配比、制备工艺、造孔剂的种类及用量对复合陶粒吸附性能的影响,同时考查了柠檬酸钠修饰浓度、修饰温度和修饰时间对修饰后复合陶粒吸附Pb(Ⅱ)性能的影响。结果表明,以膨胀珍珠岩为吸附剂,当Pb(Ⅱ)初始浓度为120 mg/L,膨胀珍珠岩用量为3.5 g,吸附时间为60 min,吸附温度为25℃时,膨胀珍珠岩对Pb(Ⅱ)的吸附效果最好,吸附量为2.0 mg/g;当柠檬酸钠修饰浓度为0.05 mol/L,修饰温度为230℃,修饰时间为50 min时,修饰后的膨胀珍珠岩对Pb(Ⅱ)的吸附效果最好,吸附量为5.53 mg/g。经过柠檬酸钠表面修饰后的膨胀珍珠岩对Pb(Ⅱ)的吸附固化能力增强。以天然膨润土为吸附剂,当Pb(Ⅱ)初始浓度为500 mg/L,膨润土用量为3 g,吸附时间为60 min,吸附温度为35℃时,膨润土对Pb(Ⅱ)吸附效果最好,吸附量为9.8 mg/g;当吸附条件相同时,改性前后膨润土对Pb(Ⅱ)的吸附效果:酸化膨润土>钠化膨润土>提纯膨润土>天然膨润土>焙烧膨润土。当柠檬酸钠修饰浓度为0.05mol/L,修饰温度为240℃,修饰时间为60 min时,修饰后的膨润土对Pb(Ⅱ)的吸附效果最好,吸附量为44.6 mg/g。经过柠檬酸钠表面修饰后的膨润土对Pb(Ⅱ)的吸附固化能力增强。以天然沸石为吸附剂,当Pb(Ⅱ)初始浓度为500 mg/L,沸石用量为3 g,吸附时间为45 min,吸附温度为35℃时,沸石对Pb(Ⅱ)的吸附效果最好,吸附量为7.6 mg/g。当吸附条件相同时,改性前后沸石对Pb(Ⅱ)的吸附效果:酸化沸石>焙烧沸石>提纯沸石>天然沸石。当柠檬酸钠修饰浓度为0.05 mol/L,修饰温度为240℃,修饰时间为40 min时,修饰后的沸石对Pb(Ⅱ)的吸附效果最好,吸附量为29.9 mg/g。经过柠檬酸钠表面修饰后的沸石对Pb(Ⅱ)的吸附固化能力增强。当原料配比(膨胀珍珠岩收尘粉︰膨润土︰沸石︰粘土︰葡萄糖)为24︰18︰18︰32︰8时,在825℃焙烧20 min的条件下制备的复合陶粒吸附Pb(Ⅱ)性能最优,吸附量达到5.27 mg/g。当柠檬酸钠修饰浓度为0.05 mol/L,修饰温度为240℃,修饰时间为40 min时,修饰后的复合陶粒对Pb(Ⅱ)的吸附效果最好,吸附量为8.51mg/g。经过柠檬酸钠表面修饰后的复合陶粒对Pb(Ⅱ)的吸附固化能力增强。本文以信阳上天梯地区的膨胀珍珠岩、膨润土和沸石等典型非金属矿物为研究对象,系统研究了矿物对Pb(Ⅱ)的吸附性能,可增加信阳地区天然矿物的市场应用价值;同时利用膨胀珍珠岩收尘粉、膨润土和沸石等矿物制备复合陶粒,并探究了复合陶粒对Pb(Ⅱ)的吸附性能,为信阳当地矿产资源的综合利用开辟新的途径。