作为一种非常规水资源，黄河流域矿井水资源化利用是黄河流域生态保护和高质量发展的关键。目前，黄河中上游各大煤炭企业的外排矿井水中各指标基本上可以满足地表III标准，但绝大部分排水中硫酸根离子(SO42-)超标（≈300 mg/L）。针对以上问题，本研究制备了Fe-Zr双金属改性银杏叶生物炭（Fe-Zr@GBC），并利用响应曲面法对制备过程中的关键参数（热解温度、热解时间、Fe和Zr的比例等）进行了优化，使用Box-Behnken设计探究多个因素及其交互作用的影响，最终通过静态吸附实验检验了其对矿井水中SO42-的去除效果。结果表明，在热解温度700℃，热解时间4.0小时，Zr:Fe质量比7:3，球磨时间2.0小时条件下制备的Fe-Zr@GBC对矿井水中SO42-的去处效果最佳；结果与Design-Expert优化结果（热解时间为5.45h、热解温度为601.9℃、球磨时间为1.75h）非常接近。对比预测SO42-的去除率（预测值92.36%），静态吸附实验验证的SO42-的去除率为88.38%，模型值与验证值仅差4.3%，说明Design-Expert优化结果可靠性强。在此基础上，本研究探讨了吸附动力学和热力学，并得出Fe-Zr@GBC对SO42-的吸附过程主要以单层吸附为主，且准二级动力学动力拟合能够很好的模拟SO42-在Fe-Zr@GBC颗粒内的扩散情况，说明Fe-Zr@GBC吸附反应更符合化学吸附。本研究制备的Fe-Zr@GBC及其去除SO42-的效果研究将为解决黄河流域矿井水排水中SO42-超标的问题提供新的绿色、高效、稳定的解决思路，为黄河流域生态保护和高质量发展提供技术支撑。

0引 言
1材料与方法
1.1生物炭制备条件测试
42-实验条件探究'>1.2Fe-Zr@GBC吸附SO42-实验条件探究
1.3响应曲面优化
1.4吸附动力学及热力学研究
2结果与讨论
42-去除性能的影响'>2.1生物炭制备及改性条件对SO42-去除性能的影响
2.2响应面优化反应过程
42-去除性能的影响'>2.3吸附条件对SO42-去除性能的影响
2.4吸附动力学和热力学分析
2.4.1吸附动力学分析
2.4.2吸附热力学分析
3结 论

赵桂峰,郭鑫蕾,唐佳伟,等.Fe-Zr改性生物炭制备及去除矿井水中硫酸根的关键参数研究[J/OL].煤炭科学技术,1-11[2025-02-22].http://kns.cnki.net/kcms/detail/11.2402.TD.20250221.0843.002.html.