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海綿鐵的形成|| 利用球形海綿鐵進行的靜態(tài)實驗過程和結(jié)果
海綿鐵具有較好的還原活性和高比表面積特點，作為水除氧劑的海綿粒度為2-5mm，孔隙率極高，比表面積大，活性高，極易與水中的氧發(fā)生反應(yīng)生成Fe3O3,從而達到除氧目的，反應(yīng)產(chǎn)物為不易溶于水的絮狀沉淀，被攔截下來，用一定強度的反洗水可以沖洗干凈。
隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進步，人們對含鎘礦物開發(fā)利用日趨廣泛，大量含鎘廢棄物以三廢的形式排放到環(huán)境之中，造成了嚴重的環(huán)境污染，給生態(tài)環(huán)境和人類健康帶來了嚴重威脅。
目前含鎘廢水的處理方法主要包括化學(xué)沉淀法、吸附法、氧化法、離子交換法、膜分離法、生物法等 [1-5] 。這些傳統(tǒng)的處理方法對水體中鎘都具有一定的去除效果，但處理成本一般都比較高，而且操作復(fù)雜，對設(shè)備及技術(shù)的要求較高。
因此尋求一種高效去除鎘的水處理工藝非常重要。 近年來，國內(nèi)外學(xué)者開始研究零價鐵材料還原去除水體中的重金屬污染的研究，并取得了一定的效果。應(yīng)用的零價鐵材料中，主要有鐵屑、鐵粉、納米鐵粉和海綿鐵。
其中海綿鐵因具有比表面積大、比表面能高、有較強的電化學(xué)富集、強還原性、物理吸附及絮凝沉淀等優(yōu)越的物理化學(xué)性能，因此在鍋爐水除氧、含磷廢水、有機印染廢水、電鍍廢水及硝酸鹽廢水處理中有一定的應(yīng)用和研究。但目前所有報道中，用于水處理的海綿鐵材料大都是工業(yè)用海綿鐵，由于生產(chǎn)目的不同，工業(yè)海綿鐵主要考慮提高海綿鐵的金屬化率、降低海綿鐵中雜質(zhì)含量等方面，而對與水處理相關(guān)的還原鐵晶粒的結(jié)晶程度，是否具有足夠的比表面積及強度等方面則沒有考慮。因此工業(yè)海綿鐵一般表面能還不是很高，而且易于粉化、污染物的去除效率較低。
祥源專家研究在充分考慮海綿鐵強度和海綿鐵活性的前提下，經(jīng)過造球、高溫焙燒及直接還原等工藝成功制取了粒徑為1~5mm的球形海綿鐵。為了確定該球形海綿鐵對污染水體中鎘污染的去除效率。
祥源廠家利用單因素分析進行了球形海綿鐵的靜態(tài)吸附實驗。實驗用海綿鐵自制。鎘粉、硝酸、抗壞血酸、碘化鉀、聚乙烯醇、鹽酸、氫氧化鈉等試劑均為分析純。 UV754 型紫外可見分光光度計，THZ－82A 型氣浴恒溫振蕩器，DGG-9140B 型電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱，TDL-5-A 型低速臺式離心機，ORP－431 型測定儀，AD-6 型自動電子天平。
球形海綿鐵應(yīng)用鐵精粉作為含鐵原料，含鐵原料、粘結(jié)劑等混合后利用圓盤造球機造球，球體干燥后在高溫焙燒爐內(nèi)進行氧化焙燒得到高溫焙燒球團。焙燒球團在直接還原爐內(nèi)進行直接還原，還原產(chǎn)物在還原氣氛下冷卻到室溫，即可成功制取具有一定強度的粒徑為1~5mm的球形海綿鐵，
海綿鐵含鐵量可控制在90%以上。 配制Cd2+ 標(biāo)準(zhǔn)溶液，繪制Cd2+ 的標(biāo)準(zhǔn)曲線，利用標(biāo)準(zhǔn)溶液稀釋得到所需濃度的Cd2+ 溶液并進行靜態(tài)吸附實驗。溶液中Cd 2+ 濃度利用分光光度法測定。溶液的Cd2+ 測定：移取一定量Cd2+ 溶液于25mL比色管中，依次加入2mL 1mol•L-1H2S0 4 溶液、7mL 碘化鉀溶液，搖勻，靜置2min，再加5mL 1%聚乙烯醇溶液，搖勻，沿管壁緩慢加1.5mL0.05%羅丹明 B，靜置1min，再慢慢搖動試液，用蒸餾水稀釋至刻度，搖勻，靜置5min，用1cm比色皿在620 nm波長處，以試劑空白為參比，測定吸光度，從而確定溶液中Cd 2+ 濃度。量取一定量1gL-1Cd儲備液置于10ml離心管中，加入一定量蒸餾水，得到10ml一定濃度的Cd污染溶液。加入一定量海綿鐵，加蓋密封，置于振蕩器上以120r•min-1的速度，在恒溫條件下充分振蕩，一定時間后取出離心管，在高速離心機上以3000rmin-1離心10min，上清液過0.45μ m濾膜后，測定上清液中鎘濃度，利用差減法確定球形海綿鐵吸附鎘量。測試為兩個平行樣。221PH 利用鎘標(biāo)液配制50 mg•L -1 和200 mg•L -1 的鎘污染溶液。取50mgL-1和20 mg•L-1鎘溶液10mL 置于10ml 離心管中，分別調(diào)整 pH 值為 3，4，5，6 和7，測試為兩個平行樣。每個樣品中加入 1g 球形海綿鐵（固液比為1:10），恒溫條件下在振蕩器上以120 r•min -1 的速度振蕩30min，然后取出樣品，測定上清液殘余鎘濃度。實驗終了時溶液的pH 值及溶液中鎘的去除率結(jié)果，利用靜態(tài)批實驗進行球形海綿鐵去除溶液中鎘污染的研究過程中，溶液中pH 都有大幅度升高
