不同配比的膨润土-钢渣复合吸附剂处理AMD对比试验研究摘要：为了能够廉价高效的治理酸性矿山废水（AMD），本试验采用不同配比的膨润土-钢渣复合吸附剂进行对比研究，筛选出处理AMD时更优配比的复合吸附剂，并揭示复合吸附剂对Cu2+、Zn2+的吸附机理。试验结果表明：5：5膨润土-钢渣复合吸附剂的吸附效果更佳，处理单一重金属离子时，对Cu2+的去除率达99.23%、Zn2+的去除率达97.15%;处理AMD时，反应150min，处理水pH值为7.0，Cu2+、Zn2+的去除率为98.41%、92.35%。关键词：膨润土;钢渣;酸性矿山废水;重金属离子：X703;TD985AMD具有pH值低，重金属离子浓度高等特点，对土壤结构和水环境有严重的危害，即使在矿山关闭，其造成的危害仍然会持续几十年甚至长达几百年[1，2]，因此，探究切实有效的处理方法以减小AMD的危害乃当务之急。目前采用的方法大多数处理成本高，甚至造成二次污染，因此，寻找廉价高效的水处理材料一直是国内外学者研究的重点。膨润土和钢渣广泛，价格低廉，均是良好的吸附材料。膨润土可通过吸附、离子交换、絮凝作用起到良好的净化污水效果[3]。钢渣有良好的孔道特性，吸附性能良好，并且可释放碱度在中和AMD酸性、化学沉淀重金属离子方面效果优良。本试验采用自制膨润土-钢渣复合吸附剂处理AMD，通过对比膨润土和钢渣不同配比制造的吸附剂对AMD中pH值、Cu2+、Zn2+的处理效果，筛选出最佳配比的复合吸附剂，实现以废治废降低处理成本，并为膨润土-钢渣复合吸附剂应用于治理酸性矿山废水提供理论依据。1材料与方法1.1材料和试剂材料：膨润土为钠基膨润土，取自辽宁省某膨润土矿;钢渣取自山东省某钢厂。药品：所用药品均为分析纯，盐酸，CuSO4?5H2O，ZnSO4?7H2O，无水NaCO3，硝酸。水样：试验水样为模拟酸性矿山废水，调节pH值为4.0，Cu2+、Zn2+浓度分别为20mg/L、25mg/L。1.2膨润土-钢渣复合吸附剂制备将膨润土粉末、钢渣粉末（目数均在200-300）分为质量比为5：5和8：2两种配比，粘结剂NaCO3的掺量均为二者总量的5%，将以上材料加入蒸馏水混合搅拌均匀后，置于阴凉处陈化24h，制造成粒径约为2mm的颗粒，再避光通风陈化24h后，在500℃下焙烧1h，冷却至室温备用。1.3试验方法本试验采用静态试验，取若干个250ml的锥形瓶，分别盛有100ml的浓度为20mg/L的Cu2+溶液、浓度25mg/L的Zn2+溶液，以及模拟酸性矿山废水。依次加入两种吸附剂各2g并密封，锥形瓶在25℃转速为100r/min的条件下，测定不同反应时间溶液中Cu2+、Zn2+、模拟AMD中重金属离子的剩余浓度值，计算去除率，以及测定模拟AMD中pH值的变化。2结果与讨论2.1两种复合吸附剂对Cu2+的吸附效果取兩个250ml锥形瓶各加入100mL的Cu2+浓度为20mg/L的水样，依次加入2g两种复合吸附剂，其他条件按1.3节进行振荡反应，分别测定不同时间溶液中Cu2+去除率变化，试验结果如图1。由图1可以看出，在前20min，两种吸附剂对Cu2+的去除效率显著上升，这是由于膨润土和钢渣对Cu2+的协同吸附效应。虽然随着时间的延长，两种复合吸附剂对Cu2+吸附量都逐渐增加，但是吸附速率不同，5：5吸附剂吸附速率明显高于8：2吸附剂，这是由于高吸附速率的复合吸附剂中钢渣所在比例较高，释放的碱度也更高，所以Cu2+可以与钢渣释放的碱度迅速结合，形成Cu（OH）2沉淀，从而去除废水的Cu2+。由于吸附点位逐渐被占据，两种吸附剂对Cu2+的吸附速率也逐渐降低并趋于平稳。虽然两种吸附剂对Cu2+都表现了良好的吸附效果，8：2吸附剂对Cu2+去除率可达92.11%，但5：5吸附剂处理效果更优，最高去除率为99.23%，这是因为膨润土和钢渣均属于碱性吸附材料，释放碱度的能力钢渣>膨润土，吸附能力膨润土>钢渣，因此，钢渣所占比例越高，通过化学沉淀的Cu2+也越多。但是吸附材料的碱性释放能力有限，所以膨润土所占比例越高，对Cu2+的吸附性能也越强，因此，两种吸附剂对Cu2+的吸附量相差不多。2.2两种复合吸附剂对Zn2+的吸附效果取两个250ml锥形瓶各加入100mL的Zn2+浓度为25mg/L的水样，依次加入2g两种复合吸附剂，其他条件按1.3节进行振荡反应，分别测定不同时间溶液中Zn2+去除率变化，试验结果如图2。由图2可以看出，两种复合吸附剂对Zn2+的吸附量随着时间的...