氫氧化鎂吸附性能研究

王路明，謝立平

（鹽城工學院，江蘇鹽城 224051）

氫氧化鎂以其比表面積大，吸附能力強，來源廣泛，價格低廉，漿狀產品具有非沉降性、非凝聚性和較好的流動性等特點而成為越來越被看好的吸附劑材料［1-2］。筆者擬對富含各類重金屬離子的工業污水［3-4］、印染 廢水［5］以及海水中的微量硼［6］采用氫氧化鎂為吸附劑進行吸附試驗，探討和研究氫氧化鎂的吸附性能，拓展氫氧化鎂的應用領域。富含各類重金屬離子的工業廢水和印染廢水對人類健康危害極大，低硼海水 （鹵水）是制備優質高密度耐火原料——鎂砂的潛在資源。

1 實驗部分

1.1 實驗原料及儀器

原料：氫氧化鎂乳液（海水提取合成，0.5 mol/L）；模擬工業廢水［配制：ρ（Cd2+）=13.5 g/L，ρ（Cr2+）=65.5 g/L，ρ（Cu2+）=5.0 g/L，ρ（Ni2+）=35.6 g/L］；印染廢水（取自某印染廠廢水池，色度200倍，COD為360mg/L，pH=8～9）；海水（含 B2O3質量分數 1.29×10-5）。

儀器設備：78-1型磁力加熱攪拌器；800型離心沉淀器；FA1604型電子分析天平；PHS-3C型精密pH計；WFX-120C型原子吸收分光光度計；ICP-2000型電感耦合等離子體（ICP）發射光譜儀；WD800B型微波消解COD快速測定儀。

1.2 氫氧化鎂對含重金屬離子廢水的吸附試驗

在模擬廢水中，在pH=2條件下，加入不同量氫氧化鎂，攪拌一定時間，靜置并過濾分離。將濾液稀釋100倍，用ICP測定吸附后廢水中各種重金屬離子的含量，考察氫氧化鎂對重金屬離子吸附效果。

1.3 氫氧化鎂對印染廢水的吸附試驗

取印染廢水50 mL，加入不同體積的濃度為0.5 mol/L的Mg（OH）2乳液，攪拌使其充分反應。沉淀完全后取上清液，采用微波消解COD快速測定儀測其COD，色度采用小樣離心后再用稀釋倍數法測定，使用精密pH計測定pH，考察氫氧化鎂對印染廢水的吸附性能以及吸附后廢水pH。

1.4 氫氧化鎂對海水中硼的吸附試驗

向一定量海水中注入不同量Mg（OH）2吸附劑，充分攪拌，過濾，采用甲亞胺-H酸分光光度法測定濾液中B2O3含量，考察氫氧化鎂對硼的吸附效果。

2 結果與討論

2.1 氫氧化鎂對廢水中各種重金屬離子的吸附效果

氫氧化鎂對含重金屬離子廢水的吸附效果（未處理廢水pH=2）見表1。由表1看出，氫氧化鎂對各種重金屬離子有著良好的吸附效果。氫氧化鎂對含重金屬離子廢水的吸附效果受氫氧化鎂用量、pH、攪拌時間等因素的影響。在堿性條件下，不加氫氧化鎂時，溶液中的金屬離子與OH-生成X（OH）2沉淀；在弱堿性條件下，主要表現為氫氧化鎂的物理吸附。在pH=8～9和一定攪拌時間條件下，吸附效果隨氫氧化鎂用量的增加而提高，最高達98%。

氫氧化鎂對重金屬離子的吸附機理：氫氧化鎂乳膠顆粒極細，表面積極大，活性點很多，吸附能力極強，因此對各類重金屬離子有較強的吸附能力。

表1 氫氧化鎂用量對模擬廢水中各種重金屬離子去除率的影響

2.2 氫氧化鎂對印染廢水的吸附效果［7］

氫氧化鎂用量對印染廢水的的脫色效果、COD去除率以及pH的影響見表2。由表2可見，廢水的脫色率與COD去除率隨著Mg（OH）2用量的增加而提高，當Mg（OH）2用量達到 50 mL時廢水脫色率和COD去除率分別達到97.5%和80%，處理后廢水的各項指標均符合國家污水排放標準（色度＜40倍；pH=6～9；CODCr＜100 mg/L）。 因此氫氧化鎂是一種高效綠色的印染廢水處理劑。

表2 氫氧化鎂對印染廢水的脫色效果及COD去除率

印染廠廢水傳統采取石灰和亞鐵來處理，經過初步處理水樣的色度為40倍，微黃，而氫氧化鎂的脫色效果明顯好于石灰和亞鐵，色度僅為5倍，遠低于GB 18918—2002《城鎮污水處理廠污染物排放標準》一級A標準30倍的規定。氫氧化鎂具有優良的脫色效果，其脫色原理是利用Mg（OH）2強烈吸附帶負電荷的陰離子染料而使染料廢水脫色。

2.3 氫氧化鎂對海水中硼的吸附效果［6］

氫氧化鎂對海水中硼的吸附效果見表3。由表3可知，當氫氧化鎂用量（指1 L海水中所用MgO質量）由0增加到5 g/L時，海水中B2O3的質量分數可由12.9×10-6降至3.3×10-6，氫氧化鎂對硼的吸附率達到74%，再增加氫氧化鎂用量吸附效果不明顯。

表3 氫氧化鎂對海水中硼的吸附效果

由于析出的氫氧化鎂為膠體沉淀，根據不同的反應條件，其膠核將是由不同數量的氫氧化鎂分子所構成的微小晶體，當溶液中存在過剩Mg2+情況下，膠核將吸附Mg2+而帶正電荷，是因為Mg2+與膠核本身離子相同而易進入膠核的結構點陣。由于膠核帶正電，所以它將吸附溶液中負離子與之平衡，形成具有一定厚度的負離子層與膠核構成雙電層。在海水中，由于硼外層電子的特性而與水中具有孤對電子的 OH-加合生成 B（OH）4-。 因為 B（OH）4-帶負電，在靜電作用下其很容易被帶正電荷的Mg（OH）2膠粒吸附，這就是Mg（OH）2膠體能吸附海水中硼的原因。

3 結論

1）氫氧化鎂對各類重金屬離子有較強的吸附能力，在弱堿性條件下（pH=8～9）去除率高達98%。2）氫氧化鎂乳液對印染廢水的脫色率與COD去除率分別高達97.5%和80%，脫色效果明顯好于石灰和亞鐵，色度僅為5倍。3）氫氧化鎂乳液對海水中硼的吸附率高達74%。

［1］鄒燕.應用前景廣闊的氫氧化鎂［J］.化工技術經濟，2002，20（6）：16-19.

［2］馬艷飛，王九思.綠色安全處理劑——氫氧化鎂的應用概述［J］.甘肅環境研究與監測，2002， 15（4）：282-283，299.

［3］馬艷飛，王九思，宋光順，等.氫氧化鎂對廢水中鎘（Ⅱ）吸附性能的研究［J］.蘭州鐵道學院學報，2003，22（4）：120-122.

［4］馬艷飛，王九思，宋光順，等.氫氧化鎂處理含鎳廢水的研究［J］.環境污染治理技術與設備，2004，5（4）： 32-34.

［5］嵇鳴，趙宜江，張艷，等.氫氧化鎂對印染廢水脫色處理［J］.水處理技術，2000，26（4）：245-248.

［6］王路明.Mg（OH）2對海水中硼的吸附效果［J］.海湖鹽與化工，2003，32（5）：5-7.

［7］王路明.氫氧化鎂對印染廢水處理的研究［J］.無機鹽工業，2008，40（12）：53-55.