铁尾矿陶粒的制备及其除磷性能研究

以铁尾矿为主要原料,粉煤灰为辅料,制备了铁尾矿陶粒,并通过原料配比实验和正交实验优化制备工艺参数。依据吸附等温模型、热力学参数和动力学模型拟合及XRD、SEM、FT-IR表征分析了铁尾矿陶粒对磷的吸附过程及吸附机理。结果表明,铁尾矿与粉煤灰质量比为9∶1,预热温度400℃、预热时间10 min、焙烧温度900℃及焙烧时间20 min时,制备得到的陶粒对磷的吸附率最高,达到了98.81%。Freundlich等温吸附模型和准一级反应动力学方程能更好地描述其吸附过程,铁尾矿陶粒对磷的吸附属于非均质表面的多层吸附,兼具物理扩散与化学吸附的特点,理论最大吸附量为1.68 mg/g;且铁尾矿陶粒对磷的吸附是一种自发的吸热过程。表征结果表明,铁尾矿陶粒表面粗糙,介孔结构丰富;主要晶体矿物为钙铝黄长石,吸附磷后有新的物相产生,附着在陶粒表面,并且多处波峰都有不同程度的减弱,推测铁尾矿陶粒对磷的吸附机理可能是表面的钙、镁等离子与磷酸盐反应生成Ca_(3)(PO_(4))_(2)等沉淀,并有羟基等离子与磷酸盐发生配体交换作用。