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小木虫论坛-学术科研互动平台 » 化学化工区 » 无机/物化 » 物理化学 » ★★★★【寻找反应动力学达人】★★★★
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God_Thinking

铁杆木虫 (正式写手)

[求助] ★★★★【寻找反应动力学达人】★★★★


【前言】为了提高和丰富论文的理论分析（老板很看重），因此实验需要涉及一些反应动力学的研究 ；
【背景】试验领域属于工业固废的稳定化处理，思路是投加石灰使得某些重金属进行固定，然后再利用某种酸进行浸出，测定浸出液中某重金属的浓度，通过计算固定率，表征对该重金属的固定效果；
【问题】（1）如何设计实验，研究石灰处理该重金属的固定效果的反应动力学？（2）浸出过程不属于该反应过程，但可能会影响反应，如果不浸出，可无法得知固定效果，如何解释清楚浸出过程对反应动力学的影响？
还有其他方面未能考虑到，希望能多提宝贵意见，谢谢大家！


[ Last edited by God_Thinking on 2013-3-26 at 17:05 ]
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1楼 2013-03-26 16:23:18
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回帖置顶 ( 共有1个 )

jiagle

专家顾问 (知名作家)

【答案】应助回帖

★ ★ ★
fds329: 金币+3, ICEPI+1, 感谢应助。辛苦了O(∩_∩)O 2013-03-29 19:24:22
再考虑溶出问题：
1、常见重金属离子包括Cr(3+)、Cr(VI)、Ni(2+)、Co(2+)、Cu(2+)、Zn(2+)、Fe(2+)、Fe(3+)、Cd(2+)、Hg(2+)、Hg2(2+)、Pb(2+)等，其中Zn(2+)、Fe(2+)、Fe(3+)属于无害重金属离子。
2、使用石灰沉淀时，有两种金属离子沉淀不好，这就是Cr(VI)、Zn(2+)和Pb(2+)，前者是因为生成的CaCrO4是微溶性的，所以沉淀不会完全，而Cr(VI)的毒性大得很，是必须要除净的污染。后二者是因为生成的Zn(OH)2/Pb(OH)2会进一步在碱中溶解，生成组成为[M(OH)4](2-)的离子，所以沉淀也不会完全。其它金属离子都可以搞定。所以，仅用Ca(OH)2无法搞定所以金属离子，但可以搞定大多数重金属离子。
3、热处理时，Hg会以单质形式分解并以气体出来，所以，如果废液中含Hg离子，是不能热处理石灰沉淀物的。如果不含汞，那热处理是必要的，主要是让重金属离子形成结构致密的化合物。
4、热处理后，含Cr成份会转化为Cr(III)的氧化物或复合氧化物（盐类），其余重金属离子都会转化为含氧酸盐类。
5、高温固化后，Cr(III)和Ni(II)的稳定性很高，主要是动力学惰性，溶出会相对困难；其它重金属离子溶出都相对容易得多（假定它们都暴露在酸中）。
6、如果在固化时有较多的SiO2，重金属离子就极有可能与SiO2反应而形成玻璃态物质，进入玻璃中的重金属离子将极难溶出，这是因为玻璃的表面扩散速率极低（可以理解为由于粘度极大）。也可以理解为动力学惰性大。
7、可以注意到，做固废溶出动力学研究时，变数实在太多了，仅固废的固化条件变化就很复杂，而溶出时又与固废的组成、粒度、重金属离子的选择性溶出、温度、使用酸碱等都密切相关。
建议只选择一到两种重金属离子，在实验室模拟固化，再做溶出动力学研究，当然，人造泥的成份（用于固化）也需要模拟。
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4楼2013-03-28 08:03:49
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jiagle

专家顾问 (知名作家)

【答案】应助回帖

★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ...
感谢参与，应助指数 +1
God_Thinking: 金币+200, ★★★★★最佳答案, 谢谢你的帮助，金币有限，难表我感谢之情。 2013-03-29 18:02:00
fds329: 金币+3, 感谢应助。辛苦了O(∩_∩)O 2013-03-29 19:20:17
我对动力学一窍不通，所以要找动力学达人还需要耐心等待，只是用已有的经验帮你分析。
1、重金属离子性质上虽然有部分相似，但差异也是显而易见的，用石灰就完全轻松搞定，显然是期望值太高了。
2、重金属离子的共性是：氢氧化物都难溶于水，这一性质也是用石灰搞定的基础。但氢氧化物的稳定性太差，极易被酸溶出；所以仅生成到氢氧化物还是远远不够的。
3、如果高温处理，重金属的氢氧化物都会转变为氧化物，如果固废中还有氧化铝和氧化硅之类的（常态），那就会转化为硅铝酸盐，此时，其稳定性将大幅度提高，溶出率会显著下降。
4、处理温度：如果温度很低，那只有氢氧化物简单地转化为氧化物，溶出率会仍然很高，仅次于氢氧化物的溶出率；如果处理温度再高一些，让分解出的氧化物与氧化铝/氧化硅反应生成硅铝酸盐，溶出率会大幅下降；如果温度再适当地高，那硅铝酸盐会转化为结构致密的化合物，溶出率将进一步下降。但处理温度太高，又会增加能耗，所以应该有一个合适的处理温度。
5、有时间再讨论溶出问题。
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2楼2013-03-27 08:16:35
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rockfeller

木虫 (职业作家)

【答案】应助回帖

★
感谢参与，应助指数 +1
fds329: 金币+1, 感谢应助。辛苦了O(∩_∩)O 2013-03-29 19:20:26
先不管什么动力学，从实验设计角度讲，你缺少一个阳性对照啊；固定好怎么评价？在污水里的重金属离子浓度怎么测？
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3楼2013-03-27 12:32:32
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TonyGeN

版主 (文坛精英)

不念过往 不惧将来

优秀版主优秀版主

【答案】应助回帖

★ ★
感谢参与，应助指数 +1
fds329: 金币+2, 感谢交流 2013-03-29 19:20:45
引用回帖:
3楼: Originally posted by rockfeller at 2013-03-27 12:32:32
先不管什么动力学，从实验设计角度讲，你缺少一个阳性对照啊；固定好怎么评价？在污水里的重金属离子浓度怎么测？

污水里的重金属离子浓度用原子火焰吸收或ICP测定
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5楼2013-03-28 08:39:10
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God_Thinking

铁杆木虫 (正式写手)
引用回帖:
4楼: Originally posted by jiagle at 2013-03-28 08:03:49
再考虑溶出问题：
1、常见重金属离子包括Cr(3+)、Cr(VI)、Ni(2+)、Co(2+)、Cu(2+)、Zn(2+)、Fe(2+)、Fe(3+)、Cd(2+)、Hg(2+)、Hg2(2+)、Pb(2+)等，其中Zn(2+)、Fe(2+)、Fe(3+)属于无害重金属离子。
2、使用石灰沉 ...

jiagle，你好，非常感谢你的回复，我也把我的想法以站内信的方式发送过去了，不知你是否收到？
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6楼2013-03-28 14:37:14
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jiagle

专家顾问 (知名作家)

【答案】应助回帖

fds329: 很抱歉，新规定化工区不能留个人信息，给您编辑了一下。邮箱站内信通知楼主了。 2013-03-29 19:22:38
fds329: 编辑内容 2013-03-29 19:23
引用回帖:
6楼: Originally posted by God_Thinking at 2013-03-28 14:37:14
jiagle，你好，非常感谢你的回复，我也把我的想法以站内信的方式发送过去了，不知你是否收到？...

没收到。你发邮箱试试。邮箱版主已经站内信发送给你。

[ Last edited by fds329 on 2013-3-29 at 19:23 ]
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7楼2013-03-28 15:54:02
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