浮选废水中共存离子对臭氧氧化苯胺黑药的影响研究

王亮华, 许伟航, 傅平丰, 郭学辉, 李根, 徐承焱. 浮选废水中共存离子对臭氧氧化苯胺黑药的影响研究[J]. 矿产保护与利用, 2021, 41(1): 1-8. doi: 10.13779/j.cnki.issn1001-0076.2021.07.002
引用本文: 王亮华, 许伟航, 傅平丰, 郭学辉, 李根, 徐承焱. 浮选废水中共存离子对臭氧氧化苯胺黑药的影响研究[J]. 矿产保护与利用, 2021, 41(1): 1-8. doi: 10.13779/j.cnki.issn1001-0076.2021.07.002
WANG Lianghua, XU Weihang, FU Pingfeng, GUO Xuehui, LI Gen, XU Chengyan. Influence of Coexisted Ions in Flotation Wastewater on the Ozonation Aniline Aerofloat[J]. Conservation and Utilization of Mineral Resources, 2021, 41(1): 1-8. doi: 10.13779/j.cnki.issn1001-0076.2021.07.002
Citation: WANG Lianghua, XU Weihang, FU Pingfeng, GUO Xuehui, LI Gen, XU Chengyan. Influence of Coexisted Ions in Flotation Wastewater on the Ozonation Aniline Aerofloat[J]. Conservation and Utilization of Mineral Resources, 2021, 41(1): 1-8. doi: 10.13779/j.cnki.issn1001-0076.2021.07.002

浮选废水中共存离子对臭氧氧化苯胺黑药的影响研究

  • 基金项目:
    国家科学自然基金项目(51674017);中央高校基本科研业务费专项资金资助项目(FRF-MP-2021);河北省重点研发计划节能环保与科技治霾项目(18274217D)
详细信息
    作者简介: 王亮华(1997-), 男, 江西吉安人, 硕士研究生, 主要从事矿山废水处理与回用研究, E-mail: 15779720122@163.com
    通讯作者: 傅平丰(1976-), 男, 浙江诸暨人, 博士, 副教授, 主要从事矿山废水处理与回用研究, E-mail: pffu@ces.ustb.edu.cn
  • 中图分类号: X751

Influence of Coexisted Ions in Flotation Wastewater on the Ozonation Aniline Aerofloat

More Information
  • 浮选废水中残留有机药剂与各类离子共存,共存离子对臭氧氧化有机药剂有促进或抑制作用,考察了共存离子对臭氧氧化苯胺黑药效率和矿化行为的影响。结果表明,共存阴离子对臭氧氧化苯胺黑药的抑制作用顺序为:CO32- > S2->HCO3- > PO43-,此4种阴离子还可降低苯胺黑药的矿化率,但Cl-和SO42-没有明显的抑制作用;共存金属阳离子对臭氧氧化苯胺黑药的增强作用顺序为:Fe3+ > Cu2+>Pb2+ > Ca2+≈Mg2+ > Zn2+,金属阳离子均能提高苯胺黑药的矿化率,显示出金属离子的催化臭氧氧化性能,而以Fe3+的催化能力最强。Fe3+/O3体系降解苯胺黑药60 min后的有机中间产物种类比单一臭氧氧化少,表明Fe3+的催化作用能强化有机中间产物的再氧化,使苯胺黑药降解过程更为彻底。

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  • 图 1  共存阴离子对臭氧氧化苯胺黑药COD去除率的影响

    Figure 1. 

    图 2  共存阴离子对臭氧氧化苯胺黑药SO42-离子生成的影响

    Figure 2. 

    图 3  共存阴离子对臭氧氧化苯胺黑药TOC、NO3-和PO43-浓度的影响

    Figure 3. 

    图 4  金属离子对臭氧氧化苯胺黑药COD去除率的影响

    Figure 4. 

    图 5  金属阳离子对臭氧氧化苯胺黑药SO42-离子生成的影响

    Figure 5. 

    图 6  金属阳离子对臭氧氧化苯胺黑药180 min时TOC、NO3-和PO43-浓度的影响

    Figure 6. 

    图 7  Fe3+/O3体系降解苯胺黑药60 min时LC-MS总离子色谱图

    Figure 7. 

    图 8  单一臭氧氧化苯胺黑药60 min时LC-MS总离子色谱图

    Figure 8. 

    表 1  共存阴离子影响臭氧氧化苯胺黑药COD去除的动力学方程

    Table 1.  Kinetic equations of COD removal in the ozonation of AAF by adding coexisting anions

    氧化体系 动力学方程 降解速率常数/min-1 相关性系数
    单一O3 ln(Ct/C0)= -0.0061t 0.0061 0.9964
    HCO3-/O3 ln(Ct/C0)= -0.0056t 0.0056 0.9981
    CO32-/O3 ln(Ct/C0)= -0.0051t 0.0051 0.9947
    S2-/O3 ln(Ct/C0)= -0.0055t 0.0055 0.9881
    Cl-/O3 ln(Ct/C0)= -0.0061t 0.0061 0.9958
    SO42-/O3 ln(Ct/C0)= -0.0060t 0.0060 0.9969
    PO43-/O3 ln(Ct/C0)= -0.0058t 0.0058 0.9976
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    表 2  共存阴离子对臭氧氧化苯胺黑药有机碳、硫、氮和磷的矿化率影响

    Table 2.  Effect of coexisting anions on the mineralization rates of C, S, N and P in AAF molecule by the ozonation

    氧化体系 有机碳的矿化率/% 有机硫的矿化率/% 有机氮的矿化率/% 有机磷的矿化率/%
    单一O3 31.14 33.84 18.87 24.36
    HCO3-/O3 21.12 19.31 13.45 17.79
    CO32-/O3 20.19 23.14 15.44 19.35
    S2-/O3 25.79 38.82 16.11 20.34
    Cl-/O3 30.05 32.15 17.96 23.13
    SO42-/O3 30.46 34.49 18.83 23.95
    PO43-/O3 26.5 25.46 17.05 23.46
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    表 3  金属阳离子影响臭氧氧化苯胺黑药COD去除的动力学方程

    Table 3.  Kinetic equations of the COD removal in the ozonation of AAF by adding metallic ions

    氧化体系 动力学方程 降解速率常数/min-1 相关性系数
    单一O3 ln(Ct/C0)=-0.0061t 0.0061 0.994
    Fe3+/O3 ln(Ct/C0)=-0.0074t 0.0074 0.987
    Cu2+/O3 ln(Ct/C0)=-0.0068t 0.0068 0.991
    Pb2+/O3 ln(Ct/C0)=-0.0066t 0.0066 0.986
    Zn2+/O3 ln(Ct/C0)=-0.0062t 0.0062 0.988
    Ca2+/O3 ln(Ct/C0)=-0.0063t 0.0063 0.993
    Mg2+/O3 ln(Ct/C0)=-0.0063t 0.0063 0.996
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    表 4  金属阳离子对臭氧氧化苯胺黑药有机碳、硫、氮和磷矿化率的影响

    Table 4.  Effect of metallic ions on the mineralization rates of C, S, N and P in AAF molecule by ozonation

    氧化体系 有机碳的矿化率/% 有机硫的矿化率/% 有机氮的矿化率/% 有机磷的矿化率/%
    单一O3 31.14 33.84 18.87 24.36
    Fe3+/O3 40.29 41.99 31.87 15.65
    Cu2+/O3 38.67 41.04 27.82 17.65
    Pb2+/O3 37.07 36.54 26.95 17.00
    Zn2+/O3 34.68 39.31 24.80 14.94
    Ca2+/O3 33.21 35.12 22.86 20.04
    Mg2+/O3 32.95 34.68 21.98 20.8
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    表 5  Fe3+/O3体系降解苯胺黑药60 min时的有机中间产物

    Table 5.  Organic by products generated from the AAF degraded by the Fe3+/O3 at 60 min

    序号 保留时间 分子式 产物 结构式 CAS号
    1 3.12 C6H7ON 对氨基苯酚 123-30-8
    2 3.69 C6H7N 苯胺 62-53-3
    3 15.65 C13H18N6 佐勒汀 4004-94-8
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    表 6  单一臭氧氧化苯胺黑药60 min时有机中间产物

    Table 6.  Organic by products generated from the AAF degraded by sole O3 at 60 min

    序号 保留时间 分子式 产物 结构式 CAS号
    1 4.68 C11H10 甲基萘 215-329-7
    2 6.38 C6H7ON 对氨基苯酚 123-30-8
    3 7.99 C6H7N 苯胺 4004-94-8
    4 10, 27 C10H14O2 邻二乙氧基苯 2050-46-6
    5 10.99 C15H12 2-甲基蒽 613-12-7
    6 11.49 C12H16 环己基苯 827-52-1
    7 12.58 C12H14O 2-苯基环已酮 1444-65-1
    8 14.35 C11H20O4 正丁基丙二酸二乙酯 133-08-4
    9 15.7 C17H21NO 托莫西汀 83015-26-3
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出版历程
收稿日期:  2021-01-02
刊出日期:  2021-02-25

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