高稳定性氢氧化镁悬浮液的制备及其环保应用研究

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氢氧化镁因其性能优异而被广泛应用于许多现代工业领域。由于其自身极性较大易导致粉体团聚结块,且制备的氢氧化镁浆料长期稳定性较差,易出现凝胶、分层等现象,影响其在某些领域的应用,如轮船烟气脱硫和重金属离子脱除。针对以上问题,本论文首先制备稳定的氢氧化镁悬浮液,探索其最稳定的悬浮液体系,并将氢氧化镁悬浮液应用于烟气脱硫和脱除污水中的金属离子,研究了其使用性能。主要工作如下:(1)基于氧化镁水化法合成的氢氧化镁粉体制备了氢氧化镁悬浮液。研究了黄原胶、焦磷酸钠、40%wt PAA三种添加剂对悬浮液的影响作用和各自适宜的添加量,最终制备出三种不同浓度的高稳定性氢氧化镁悬浮液。结果表明:黄原胶的存在可影响氢氧化镁颗粒的沉降过程,从而减轻、消除悬浮液的分层现象,但同时会带来凝胶问题;焦磷酸钠可以帮助缓解凝胶现象,适量的加入焦磷酸钠能抵消掉黄原胶带来的凝胶现象;40%wt PAA在本配方中可在一定程度上降低悬浮液的粘度。通过配方优化,最终获得了氢氧化镁含量分别为20%、35%、50%的高稳定性悬浮液体系。(2)以高稳定性氢氧化镁悬浮液为原料,研究了其烟气脱硫性能,并利用脱硫后剩余废弃物合成了碱式硫酸镁晶须。结果表明:水化法制备的氢氧化镁悬浮液体现出了较高脱硫反应活性,是较为合适的船用脱硫剂;考虑到氢氧化镁脱硫后固废主要成分仍为氢氧化镁,通过将脱硫废液(主要成分为硫酸镁)浓缩并与脱硫后固废按照合适配比反应合成了碱式硫酸镁晶须材料。进一步将氢氧化镁悬浮液作为金属离子脱除剂,结果表明其吸附Cu2+的能力较强,实用性也最高,吸附Ni2+的能力一般,实用性也较强,吸附Co2+的能力较弱,实用性较低。(3)以高稳定性氢氧化镁悬浮液为原料,制备了高比表面积碱式碳酸镁,并将其用于重金属离子脱除的研究。通过改变条件,调控合成了不同比表面积的碱式碳酸镁产品,探讨了比表面积和不同阴离子对几种金属离子的吸附能力影响。结果表明:使用质量分数为50%的氢氧化镁悬浮液制备碱式碳酸镁时,合适反应条件下可获得形貌较均一的产品;在比表面积为40-60m~2/g的范围内,比表面积的大小与吸附金属离子能力呈正比关系;阴离子种类对Cu2+/Co2+/Ni2+的脱除能力规律为:OH-脱除Ni2+的能力更强,CO32-更容易去除Co2+,去除Cu2+时,使用OH-和CO32-相差较小,二者去除Cu2+的能力都很强。
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