赤铁矿渣—煤泥铁碳基复合材料的制备及除Cr(Ⅵ )性能研究

金属矿山 ›› 2023, Vol. 52 ›› Issue (01): 269-275.

赤铁矿渣—煤泥铁碳基复合材料的制备及除Cr(Ⅵ )性能研究

杨慧芬¹ 姜美苓¹ 高春庆^1,² 冯筱迪¹ 周轶臣¹ 李萱¹

1. 北京科技大学土木与资源工程学院,北京 100083; 2. 中钢集团马鞍山矿山研究总院股份有限公司,安徽马鞍山 243000

出版日期:2023-01-15 发布日期:2023-02-03
基金资助:
矿物加工科学与技术国家重点实验室开放基金项目(编号:BGRIMM-KJSKL-2019-15)

Preparation of Iron-carbon Based Composite Material with Hematite Residue and Coal Slime and Removal of Cr(Ⅵ) in Aqueous Solution

YANG Huifen¹ JIANG Meiling¹ GAO Chunqing^1,2 FENG Xiaodi¹ ZHOU Yichen¹LI Xuan¹ #br#

1. School of Civil and Resource Engineering,University of Science and Technology Beijing,Beijing 100083,China; 2. Sinosteel Maanshan General Institute of Mining Research Co. ,Ltd. ,Maanshan 243000,China

Online:2023-01-15 Published:2023-02-03

摘要/Abstract

摘要： 为探究赤铁矿渣和煤泥的高附加值利用途径,通过高温还原法制备铁碳基复合材料并将其用于 Cr( Ⅵ ) 的吸附研究,利用 SEM-EDS、XRD 及 XPS 进行吸附机理研究。结果表明,所制材料主要含 Fe、C、S 3 种元素,其摩尔比为 24 ∶62 ∶14。 Fe、C 元素构成铁碳基复合材料的基本结构,FeO、FeS 和 Al2O3·SiO2 不均匀地镶嵌在复合材料的结构中。这种材料对水中 Cr(Ⅵ)具有较好的去除性能。在 Cr(Ⅵ )初始浓度 100 mg / L、初始 pH = 2 的溶液中,投加 3 g / L 铁碳基复合材料,25 ℃振荡反应 60 min,水中 Cr(Ⅵ )的去除率可达 99. 87%,材料的最大吸附量可达 86. 88 mg / g。水中 Cr(Ⅵ)的去除,是因为 Cr(Ⅵ)能与铁碳基材料表面的 Fe 发生还原反应生成 Fe2+和 Cr( Ⅲ ),再进一步与材料表面 OH-、S2-结合生成稳定的 FeCr2O4 和 FeCr2S4,沉积在铁碳基材料表面。以上研究为赤铁矿渣和煤泥制备铁碳基复合材料及其应用提供了理论和技术指导。

关键词: 赤铁矿渣煤泥铁碳基复合材料 Cr(Ⅵ ) 吸附机理

Key words: hematite residue,coal slime,iron carbon-based composite material,Cr(Ⅵ),adsorption mechanism

杨慧芬, 姜美苓, 高春庆, 冯筱迪, 周轶臣, 李萱. 赤铁矿渣—煤泥铁碳基复合材料的制备及除Cr(Ⅵ )性能研究[J]. 金属矿山, 2023, 52(01): 269-275.

YANG Huifen, JIANG Meiling, GAO Chunqing, FENG Xiaodi, ZHOU Yichen, LI Xuan. Preparation of Iron-carbon Based Composite Material with Hematite Residue and Coal Slime and Removal of Cr(Ⅵ) in Aqueous Solution[J]. Metal Mine, 2023, 52(01): 269-275.

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