鐵-鋅雙金屬機(jī)械化學(xué)法處理滴滴涕的過程和機(jī)理研究.pdf

1、滴滴涕是中國曾經(jīng)大量使用的有機(jī)氯農(nóng)藥之一，目前我國尚有大量庫存和大片未經(jīng)修復(fù)的污染土地，威脅環(huán)境安全和人體健康。傳統(tǒng)的焚燒處置技術(shù)由于其二次污染的風(fēng)險受到了人們的質(zhì)疑和擔(dān)憂，近年來非焚燒處置方法受到業(yè)界更多地推崇。機(jī)械化學(xué)技術(shù)作為一項(xiàng)新型的POPs非焚燒處理技術(shù)，有十分廣闊的發(fā)展空間和應(yīng)用前景?；诒菊n題組前期應(yīng)用機(jī)械化學(xué)技術(shù)處置DDTs污染土壤的研究實(shí)踐，旨在探討鐵鋅雙金屬球磨藥劑對于DDT污染土壤的修復(fù)效果和機(jī)理。本文以DDT化學(xué)品

2、為處理對象，探索鐵鋅雙金屬在其中的作用機(jī)理，并結(jié)合離散元模擬的方法對DDT機(jī)械化學(xué)降解反應(yīng)速率的影響因素進(jìn)行量化的研究，探索反應(yīng)規(guī)律。綜合運(yùn)用各種化學(xué)分析和材料表征手段，識別中間產(chǎn)物和最終產(chǎn)物，了解反應(yīng)過程中基團(tuán)和物質(zhì)變化，初步推斷鐵鋅去除DDT的反應(yīng)過程和機(jī)理。本文的主要結(jié)論如下：
　　（1）Fe-Zn雙金屬對DDTs化學(xué)品有高效的去除效果，4 h球磨后DDT去除率可達(dá)到98％，遠(yuǎn)好于傳統(tǒng)的CaO處理的61%。增大轉(zhuǎn)速和球料比有

3、助于加快DDT的去除。建立了反應(yīng)速率常數(shù)與球料比、轉(zhuǎn)速間的數(shù)學(xué)模型方程：v RRvk0.001-0.1786-0.01733.3592，并根據(jù)方程判斷和預(yù)測本實(shí)驗(yàn)平臺條件下，轉(zhuǎn)速小于180 rpm時反應(yīng)難以發(fā)生。
　　（2）應(yīng)用離散元模擬軟件EDEM，建立了模擬球磨機(jī)運(yùn)動的模型，對不同工藝參數(shù)下的球磨過程進(jìn)行了模擬，揭示了磨球在球磨罐中的不同運(yùn)動形態(tài)，得到了碰撞頻率、碰撞速度等磨球運(yùn)動數(shù)據(jù)。通過分析轉(zhuǎn)速與球料比對法向碰撞能的關(guān)系，

4、得到了法向碰撞能與球料比、轉(zhuǎn)速間的數(shù)學(xué)模型方程：v RRvE0.0007-0.13571N2.1824-0.01081。通過離散元模擬獲得的法向碰撞能與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)擬合的反應(yīng)速率常數(shù)值呈現(xiàn)線性相關(guān)，擬合度0.8950。磨球單次碰撞能量的差異引起了反應(yīng)效果上的差異，只有高能量的碰撞才可以使Fe-Zn與DDT的機(jī)械化學(xué)反應(yīng)發(fā)生，而大量低能量碰撞不能激發(fā)機(jī)械化學(xué)反應(yīng)。
　?。?）通過多種分析表征手段研究分析得到Fe-Zn雙金屬與DDT的機(jī)械