氧化還原去除海水中重金屬離子的研究.pdf

1、低溫多效蒸餾海水淡化技術具有諸多優(yōu)點，是我國主要采用的一種海水淡化技術。在低溫多效蒸餾海水淡化技術中，采用鋁合金材料是一種有效降低設備成本的方法。鋁合金具有較低的密度、良好的導熱性和優(yōu)良的耐腐蝕性，已經(jīng)被廣泛應用在海水淡化工程領域。海水中的重金屬離子會加快鋁合金在海水中的腐蝕速率，因此研究一種可以有效地去除海水中重金屬離子的工藝對提高鋁合金的耐海水腐蝕性能和海水淡化工程的穩(wěn)定性有重要的意義。
　　本研究建立了一套利用活潑金屬的還原

2、性去除海水中重金屬離子的設備，包括加熱裝置及離子交換塔等裝置，并采用填充在離子交換塔中的鋁合金環(huán)和鎂合金環(huán)作為還原劑，開展了利用還原劑與銅離子和鐵離子的氧化還原反應去除海水中的銅離子和鐵離子的研究。研究了海水流速、溫度、pH值、鹽度以及海水中重金屬離子的初始濃度對脫除海水中Cu2+和Fe3+效果的影響。研究結(jié)果表明，實驗中采用鋁合金和鎂合金作為還原劑都可以有效地去除海水中的Cu2+和Fe3+。海水中Cu2+和Fe3+的去除率會隨著海水溫

3、度的升高、流速的降低、鹽度的升高都而升高；初始Cu2+的濃度升高會造成Cu2+的去除率降低而初始Fe3+濃度升高則使Fe3+的去除率升高。使用鋁合金還原劑時，海水pH值降低使Cu2+和Fe3+的去除率升高；使用鎂合金還原劑時，海水pH值的升高和降低都使Cu2+的去除率升高。相同操作條件下，鎂合金對Cu2+和Fe3+的去除率要高于鋁合金。
　　論文同時研究了5052鋁合金在不同重金屬離子濃度的模擬海水中浸泡15天后的表面形貌以及腐蝕

4、速率，研究結(jié)果表明：海水中加入重金屬離子后，表面會出現(xiàn)大量腐蝕突起，5052鋁合金表面可以觀察到十分明顯的產(chǎn)物堆積現(xiàn)象。浸泡在含有重金屬離子的海水中的鋁合金的腐蝕速率要遠高于浸泡在不含重金屬離子的海水中的鋁合金的腐蝕速率。
　　實驗結(jié)果表明，使用鋁合金和鎂合金作為還原劑均可以有效地去除海水中Cu2+和Fe3+等重金屬離子，降低了進入使用鋁合金材料制成的蒸發(fā)器的海水中重金屬離子的濃度，延長了采用鋁合金材料的海水淡化設備的使用壽命，為