求应用粘土科学论文格式

龚文琪 韩沛 王湖坤 刘艳菊 饶波琼

（武汉理工大学资源与环境工程学院，湖北武汉 430070）

摘要 研究了累托石-水淬渣及累托石-粉煤灰颗粒吸附材料制备的工艺条件、再生方法及其去除铜冶炼工业废水中重金属的条件。试验结果表明：累托石与水淬渣的比例为1∶1，另加入10%的添加剂（IS）和50%的水，焙烧温度为400℃时，制成的颗粒吸附材料不仅吸附效果好，而且散失率较低。在不调节铜冶炼工业废水pH值的条件下，颗粒吸附材料用量为，反应时间为40 min，吸附温度为25℃（常温）时，Cu2＋、Pb2＋、Zn2＋、Cd2＋、Ni2＋的去除率分别为、、、、。累托石与粉煤灰的比例为1∶1，另加入15%的添加剂（IS）和50%的水，焙烧温度为500℃时，制成的颗粒吸附材料不仅吸附效果好，而且散失率较低。在不调节铜冶炼工业废水pH值的条件下，颗粒吸附材料用量为，反应时间为60 min，吸附温度为25℃（常温）时，Cu2＋、Pb2＋、Zn2＋、Cd2＋、Ni2＋的去除率分别为、、、、。处理后的水均符合国家污水综合排放标准（GB8978—1996 ）的一级标准。吸附饱和的颗粒吸附材料用1 mol/L氯化钠溶液再生效果好。该颗粒吸附材料具有分离容易、可重复使用、处理效果好、应用前景广阔等优点［1～11］。

关键词 累托石；水淬渣；粉煤灰；颗粒吸附材料；再生；铜冶炼工业废水

第一作者简介：龚文琪（1948—），男，汉族，湖北省武汉市人，教授，博士生导师，矿物加工专业。电话：，E-mail：。

累托石是二八面体云母和二八面体蒙脱石按1∶1构成的规则间层粘土矿物，具有独特的结构、较强的吸附性和阳离子交换性［1，2］。国内外学者研究了用累托石及其改性产物处理废水［3～5］，已取得可喜的进展。但是，研究者们发现这些粉状吸附材料处理废水时存在的主要问题是：吸附材料粒度细，遇水后易分散粉化，造成后续固液分离十分困难，易形成新的工业污泥，这种工业污泥因吸附物质的富集对环境的二次污染危害性更大；吸附材料不能重复使用，所吸附的物质不能回收，处理成本大大增加［6］。为了解决这些问题，本文探讨了累托石-水淬渣和累托石-粉煤灰颗粒吸附材料制备的工艺条件、再生方法及其在铜冶炼工业废水处理中的应用，为铜冶炼工业废水中Cu2＋、Pb2＋、Zn2＋、Cd2＋、Ni2＋等重金属离子的去除提供一种价格低廉、去除效果好的吸附材料。

一、试验部分

（一）试验材料

试验所用累托石产自湖北钟祥，由湖北名流累托石科技公司提供。其化学组成为：，，，CaO ，K2O ，Na2O ，MgO ，；其矿物组成为：累托石85%；伊利石10%；高岭石5%。

试验所用高炉水淬渣取自武汉钢铁集团公司炼铁厂。其化学组成为：，，，CaO ，K2O ，MgO ，。X射线衍射物相分析表明其为非晶相。

试验所用粉煤灰是湖北华电集团黄石发电股份公司的干排粉煤灰。其化学组成为：，，，CaO ，K2O ，MgO ，。其矿物组成为：石英15%，莫来石15%，非晶相70%。

试验所用铜冶炼工业废水取自湖北省黄石市大冶有色金属公司铜冶炼厂的实际废水，水质分析结果为：Cu2＋ mg/dm3，Pb2＋ mg/dm3，Zn2＋ mg/dm3，Cd2＋ mg/dm3，Ni2＋ mg/dm3，pH 。

（二）试验仪器

D/MAX-RB X射线衍射仪、ST-2000比表面积与孔径测定仪、XTLZ多用真空过滤机、F97-系列封闭化验制样粉碎机、XSB-70 B型ф200标准筛振筛机、20～400目标准检验筛、PHS-3C酸度计、SKFO-01电热干燥箱、SX2-4-13 马弗炉、THZ-82恒温水浴振荡器、AB204-N电子天平、JY38plus等离子体单道扫描直读光谱仪（ICP-AES）。

（三）试验方法

1.样品的制备

累托石样品采用反复分散-沉降的方法进行提纯，水淬渣和粉煤灰样品则直接使用。样品均经烘干及粉碎后筛分至小于240目备用。

2.累托石-水淬渣和累托石-粉煤灰颗粒吸附材料的制备

将经过制备的水淬渣或粉煤灰与累托石，另加添加剂（工业淀粉，简称IS）和水，按一定比例混合均匀，陈化24 h，制成粒径1～3mm的颗粒，送至马弗炉内焙烧2 h，自然冷却至室温即为所需颗粒吸附材料。

3.铜冶炼工业废水的处理

在250 mL锥形瓶中加入100 mL铜冶炼工业废水，加入一定量的颗粒吸附材料，放入恒温水浴振荡器中（振荡频率110 r/min）反应一定时间后，离心分离，取出上清液，测定重金属离子的浓度并计算其吸附去除率η（%）：η＝（Co-Ce）/Co×100%，式中Co和Ce分别为吸附前后溶液中重金属离子的浓度（mg/dm3）。

4.颗粒吸附材料散失率的测定

准确称取一定量的颗粒吸附剂（记为G1），置于250 mL具塞的锥形瓶中，加入100 mL去离子水，在恒温水浴振荡器中以110 r/min的振荡频率于一定温度条件下振荡一定时间后，用去离子水洗掉因粒状吸附材料破碎而产生的粉末，然后将湿颗粒吸附材料置于103～105℃烘箱中烘至恒重，冷却至室温后称重（记为G2），则散失率P（%）的计算公式为［7］：

P＝（G1-G2）/G1×100%

二、试验结果与讨论

为了简化处理工艺，降低处理成本，本试验均在铜冶炼工业废水的自然pH（即不调节pH）的条件下进行，考查了颗粒吸附材料制备的工艺条件、废水处理工艺条件、颗粒吸附材料再生利用方法等对废水中重金属元素去除率的影响。

（一）颗粒吸附材料制备工艺条件的影响

1.焙烧温度的影响

由试验结果经过综合考虑Cu的去除率及颗粒吸附材料的散失率，确定累托石-水淬渣和累托石-粉煤灰颗粒吸附材料的焙烧温度分别为400℃和500℃，此时Cu的去除率较高而颗粒吸附材料的散失率较低。

2.累托石和水淬渣或粉煤灰混合比例的影响

累托石和水淬渣或粉煤灰混合比例对废水中Cu的去除率的影响试验结果可知，当累托石含量从10%增加到20%时，Cu的去除率有所增加，以后随着累托石含量的增加，Cu的去除率呈下降的趋势，而散失率随累托石含量的增加一直呈下降趋势。当累托石含量大于50%时，散失率接近0。从有效利用水淬渣和粉煤灰的角度考虑，确定累托石含量为50%，即水淬渣或粉煤灰与累托石的配比为1∶1，Cu的去除率较高且散失率很低。

3.添加剂比例的影响

由添加剂比例对累托石-水淬渣或累托石-粉煤灰颗粒吸附材料去除废水中Cu的影响试验结果可知：这两种颗粒吸附材料中添加剂的含量分别为10%与15%时，Cu的去除率都很高，而散失率都很低，从去除效果及成本的角度考虑，确定这两种颗粒吸附材料中添加剂的含量分别为10%与15%。

（二）颗粒吸附材料去除铜冶炼工业废水中重金属元素的效果

按上述试验确定的制备条件：累托石与水淬渣的比例为1∶1，另加入10%的添加剂和50%的水，焙烧温度为400℃；累托石与粉煤灰的比例为1∶1，另加入15%的添加剂和50%的水，焙烧温度为500℃；分别制成颗粒吸附材料，用以进行去除铜冶炼工业废水中重金属元素的条件试验。

1.反应时间的影响

在常温（25℃）、颗粒吸附材料用量为的条件下，反应时间对去除铜冶炼工业废水中重金属元素的影响试验结果表明，随着反应时间的延长，重金属元素去除率有逐渐增加的趋势，使用累托石-水淬渣颗粒吸附材料40 min以后，或使用累托石-粉煤灰颗粒吸附材料60 min以后，去除率趋于平衡。因此，确定使用这两种颗粒吸附材料的反应时间分别为40 min 和60 min。

2.吸附温度的影响

在颗粒吸附剂用量为，累托石-水淬渣颗粒吸附材料反应时间为40 min，累托石-粉煤灰颗粒吸附材料反应时间为60 min的条件下，进行吸附温度对去除铜冶炼工业废水中重金属元素的影响试验。结果表明在25℃时，两种颗粒吸附剂对重金属元素的去除率均最高。因此，确定吸附温度为25℃。

3.颗粒吸附材料用量的影响

在常温（25℃）、累托石-水淬渣和累托石-粉煤灰颗粒吸附材料的反应时间分别为40 min和60 min的条件下，进行这两种颗粒吸附剂的用量对去除铜冶炼工业废水中重金属元素的影响试验，结果表明随着吸附剂用量的增加，重金属元素去除率逐渐增加。当累托石-水淬渣颗粒吸附剂用量大于，累托石-粉煤灰颗粒吸附剂用量大于时，重金属元素去除率增加缓慢。因此，从成本角度考虑，确定这两种颗粒吸附剂用量分别为和。

（三）正交试验结果

以上探讨了各个单因素（时间、温度、用量）条件对于累托石-水淬渣或累托石-粉煤灰颗粒吸附材料对铜冶炼工业废水中重金属元素的去除效果。为了探讨在各个单因素的交互作用下颗粒吸附材料对该废水中重金属元素的最佳去除效果，进行了三因素两水平的正交试验，结果如表1和表2所示。

表1 累托石-水淬渣处理铜冶炼厂废水正交试验结果

表2 累托石-粉煤灰处理铜冶炼厂废水正交试验结果

对正交试验结果进行分析，可得出下列结论：

1）使用累托石-水淬渣颗粒吸附材料处理铜冶炼废水可在自然pH条件下进行，反应温度为25℃（即常温），反应时间为40 min，颗粒吸附材料用量为时，对废水中Cu2＋、Pb2＋、Zn2＋、Cd2＋、Ni2＋的去除率分别为、、、、，处理后废水中Cu2＋、Pb2＋、Zn2＋、Cd2＋、Ni2＋的残留浓度均低于国家污水综合排放标准（GB8978—1996）的一级标准。

2）使用累托石-粉煤灰颗粒吸附材料处理铜冶炼废水可在自然pH条件下进行，反应温度为25℃（即常温），反应时间为60 min，颗粒吸附材料用量为时，对废水中Cu2＋、Pb2＋、Zn2＋、Cd2＋、Ni2＋的去除率分别为、、、、，处理后废水中Cu2＋、Pb2＋、Zn2＋、Cd2＋、Ni2＋的残留浓度均低于国家污水综合排放标准（GB8978—1996）的一级标准。

3）累托石-水淬渣和累托石-粉煤灰颗粒吸附材料对铜冶炼工业废水中的重金属元素均有较强的吸附活性，这主要是由于水淬渣及粉煤灰都是具有较高活性的多孔材料［8～12］，累托石是二八面体云母和二八面体蒙脱石按1∶1构成的规则间层粘土矿物，具有较大的比表面积和较强的吸附性能。将它们以一定的比例混合后，添加适量的工业淀粉，经过焙烧，累托石失去层间水，工业淀粉被灼烧完后，增大了颗粒吸附材料的比表面积，也增强了对重金属离子的吸附性能。

（四）颗粒吸附剂再生试验结果

表3 累托石-水淬渣颗粒吸附材料再生试验结果

表4 累托石-粉煤灰颗粒吸附材料再生试验结果

将正交试验最佳吸附条件下吸附饱和的颗粒吸附材料用去离子水清洗3次，烘干后用不同的解吸剂（HNO3、HCl、NaCl）进行解吸再生试验，每隔2 h搅拌2 min，解吸12 h后，再用去离子水反复清洗，直至清洗液中无Cl-或 ，烘干后再对铜冶炼工业废水进行吸附处理，试验结果见表3和表4。由表中可以看出，1 mol/L NaCl解吸再生效果最好，处理后的废水中Cu2＋、Pb2＋、Zn2＋、Cd2＋、Ni2＋的残留浓度仍低于国家污水综合排放标准（GB8978—1996 ）的一级标准，去除率同新制备的颗粒吸附材料的去除率很接近，在解吸再生6次后，去除率为新材料去除率的80%，说明所制备的颗粒吸附材料重复使用效果较好。

三、结论

1）累托石-水淬渣和累托石-粉煤灰颗粒吸附材料制备的工艺条件为：累托石与水淬渣的比例为1∶1，另加入10%的添加剂（IS）和50%的水，焙烧温度为400℃；累托石与粉煤灰的比例为1∶1，另加入15%的添加剂（IS）和50%的水，焙烧温度为500℃。所制成的颗粒吸附材料不仅吸附效果好，而且散失率较低。

2）累托石-水淬渣颗粒吸附材料去除铜冶炼工业废水中重金属元素的适宜条件为：在自然pH值的条件下，颗粒吸附剂用量为，反应时间为40 min，温度为25℃（常温）。该条件下Cu2＋、Pb2＋、Zn2＋、Cd2＋、Ni2＋的去除率分别为、、、、。累托石-粉煤灰颗粒吸附材料去除铜冶炼工业废水中重金属元素的适宜条件为：在自然pH值的条件下，颗粒吸附剂用量为，反应时间为60 min，温度为25℃（常温）。该条件下Cu2＋、Pb2＋、Zn2＋、Cd2＋、Ni2＋的去除率分别为、、、、。处理后的废水中这些重金属元素的残留浓度均低于国家污水综合排放标准（GB8978—1996）的一级标准。

3）用1 mol/L NaCl对最佳吸附条件下吸附饱和的颗粒吸附材料进行解吸再生，然后用来处理铜冶炼工业废水，处理后的废水中Cu2＋、Pb2＋、Zn2＋、Cd2＋、Ni2＋的残留浓度仍低于国家污水综合排放标准（GB8978—1996）的一级标准，去除率同用新制备的颗粒吸附材料时的去除率很接近。相对于其他吸附材料，颗粒吸附材料具有分离容易、可重复使用、成本低廉、处理效果好等优势，因而具有良好的应用前景。

参考文献

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［11］程爱华，王建东，姚改焕.粉煤灰在水处理中的应用.能源与环境，2006，（01）

Preparation of clay functional materials and their application in treatment of heavy metal-containing wastewater

Gong Wenqi，Han Pei，Wang Hukun，Liu Yanju，Rao Boqiong

（School of Resources and Environmental Engineering，Wuhan University of Technology，Wuhan 430070，Hubei，China）

Abstract：The preparation technological conditions and regeneration method of two novel granulated adsorbing materials of rectorite/fly ash composite（Material 1）and rectorite/water quenched-slag composite（Material 2 ） and the use of them to remove heavy metals from copper smelting plant wastewater have been experimental results showed that under the preparation conditions with the ratio of rectorite to fly ash or water quenched slag of 1∶1，the amount of the additive（Industrial Starch，IS） of 15%（Material 1） or 10%（Material 2），the addition of 50%water，and the calcination temperature of 500℃（Material 1） or 400℃（Material 2），the efficiency of heavy metal removal with the granulated materials was the best，whereas the ra tio of disintegration loss was the treatment conditions of natural pH，and with the addition of the granulated materials of （Material 1） or （Material 2），a reaction time of 60 minutes（Material 1 ） or 40 minutes（Material 2 ），and the adsorption temperature of 25℃，the efficiency for the gran ulated materials to remove Cu2＋，Pb2＋，Zn2＋，Cd2＋and Ni2＋from copper smelting plant wastewater was ，，， （Material 1 ） or ，，， （Material 2），respectively，and the quality indexes of the wastewater after treatment conformed with the first level of integrated wastewater discharge standard（GB8978—1996 ） .The granulated materials saturat ed with heavy metal ions on the surface could be regenerated with quite good efficiency by washing with 1 mol/L sodium chloride（NaCl） granulated adsorbing materials had the advantages of high efficiency in wastewater treatment，easy method of solid-liquid separation and regeneration，and have a broad prospect of applications.

Key words：Rectorite，water quenched-slag，fly ash；granulated adsorbing material，regeneration，copper smelting plant wastewater.

浅谈另类动画的魅力之粘土定格动画论文

在平时的学习、工作中，大家都接触过论文吧，通过论文写作可以培养我们的科学研究能力。怎么写论文才能避免踩雷呢？下面是我帮大家整理的浅谈另类动画的魅力之粘土定格动画论文，希望对大家有所帮助。

摘要： 近年来，由于CG技术的迅猛发展，同时也推动了粘土动画的发展。粘土动画虽然作为定格动画的分支，但它独特的魅力让人们为之倾倒。在CG技术支持下粘土动画的制作水平更是有了大幅提升，还研制出了很多创新技术来更好的制作粘土动画。

关键词： 粘土；魅力；创新技术

一、粘土定格动画的概述

（一）粘土动画的概念

定格动画，是通过逐格地拍摄静止的对象然后连续放映，从而产生仿佛活了一般的人物或你能想象到的任何奇异角色的动画效果。我们通常所指的定格动画一般都是由木偶、粘土或混合材料的角色来演出的。粘土动画作为定格动画的一个分支，以其简洁朴实的语言，略显笨拙的塑造手法占据着动画领域的重要位置。

（二）粘土动画的制作过程

粘土动画是定格动画的一种，它由逐帧拍摄制作而成。包括了脚本创意、分镜头画稿、角色设定和制作、道具场景制作、拍摄、合成等过程。粘土动画作品可以堪称是动画中的艺术品。因为粘土动画在前期制作过程中，大多依靠手工制作，手工制作决定了粘土动画具有原始、淳朴、色彩丰富、立体、自然、梦幻般的艺术特色。

二、粘土定格动画的魅力

平时我们看到的动画以手绘或者三维动画居多，而粘土动画较少，通常会塑造成一些较为怪异的风格，如《阿凡提的故事》和《小鸡快跑》等。我觉得定格动画最为有趣的是拍摄的过程，而不是欣赏成品。不同于CG电影需要把大量的精力花费在面对电脑屏幕上进行建模、贴材质、合成。

由英国导演尼克帕克和彼得洛德执导，美国梦工厂出品的.《小鸡快跑》是2000年全世界最受欢迎的动画片之一。《小鸡快跑》动画的拍摄历时数年，制作精良，就连小鸡说话的口型都设计得非常准确。

《小鸡快跑》似乎又唤醒了人们内心对泥土的童年记忆。有时候我会想，动画与电影的区别是在哪里？动画本身的意义又是什么？我认为，是表现电影所不能表现的不真实的，虚幻的，给人以梦想与启迪的东西。达到这个目的的，都是好作品，不管它是什么形式。

（一）粘土动画自身的艺术形式

1、厚重感

观察粘土的质地，就会发现这种材质有一种天生的厚重感。《小鸡快跑》这部影片在描写一群小鸡打算冲出牢笼获得自由的过程中，不断提到了一种最有效的逃跑手段——飞行。从大公鸡洛奇的天外飞降到最后小鸡们开着飞机飞走，飞成为影片的主线。

而粘土小鸡的厚重感，从视觉效果上便使其在飞行难度上加大了。一次次重重地栽落地面，更突出表现了小鸡们练习飞行的荒唐和幽默，这种效果奠定了影片故事情节曲折跌宕的意义所在。

2、夸张感

动画影片区别于真人影片的一大特色在于充分夸张。动画中的人物可以千摔不死，可以被挤压扭曲到脱型，可以随时变成一条线一个面，也不会使观众产生匪夷所思的感觉。

3、立体感

粘土动画的立体感是最强的。人物的塑造，主角姜妹和不同形象的鸡；产生的阴影效果，包括背景的搭建，动画人物与环境的互动。更难得的是这部动画完全是实景大小的粘土动画。

4、真实感

粘土动画有电脑动画没有的真实感。从简单材料的直接摆拍到综合材料的精细雕刻、数字操控拍摄，材料就是影片主体。在这一点上，它又比电脑动画多了一份实物的亲切感。尤其这部影片是首部以实际尺寸来制作片中的角色，一些影片道具甚至使用的是真实的物品，所以因为这种真实感，让我有一种错觉：粘土动画像是介于真人电影和动画影片的另一种电影艺术。

（二）当今粘土动画制作的先进技术

1、数字化的定格动画摄影技术

数字化的定格动画摄影技术是一种通过计算机来控制、操控木偶或者模型，制作定格动画的技术。这个技术可以制作出特殊视觉效果，其动作达到前所未有的逼真度，从而把定格动画摄影技术推向了一个新的境界。

2、数字动画直接输入设备

数字动画直接输入设备，它是一种记录物体运动的空间坐标参数的数字化录入设备，类似于动作捕获系统。《侏罗纪公园》中恐龙的内部都有可供采集数据的模型支架，它能够立即反馈支架的姿态变化，让摄影师能够及时的从屏幕上看到偶形的动作姿态。

3、摄影机运动控制

摄影机运动控制系统是一种由计算机控制的遥控摄影轨道车。它可以在制作运动镜头时精确地重复摄影机的运动轨迹，这样就能够将几个分别拍摄的运动镜头完美的合成到一起。

4、三维动画技术

科技的进步为动画的创作提供了便利和更好的表现手段。现在的动画制作高科技因素占很大的比例。《小鸡快跑》中，母鸡姜妹与公鸡洛基在制作馅饼的机器里遇险的段落里，燃烧的火是用三维软件制作的。

（三）优秀的制作团队

好莱坞的超级明星梅尔吉布森在片中为美国鸡洛基配音，他喝亮的嗓音大有"雄鸡一唱天下白"的味道，为影片增添了无限亮点。个性鲜明的角色、妙不可言的动画以及全明星配音阵容，令这部一出世即成经典的影片成为老少皆宜的必看佳片。

三、当今粘土动画的发展

目前，粘土动画几乎已经淡出了我们的视线。粘土动画艺术边缘化的原因，我想最主要的原因还是我国动画艺术家对定格粘土动画艺术缺乏认识和研究，也较少创作粘土动画，导致了大众对粘土动画的认识与了解上的不足。

直粘土动画尽管受到CG技术的影响，但它所独有的以真实材料为特点的艺术风格和初学的便捷性仍吸引了许多的艺术家和观众。粘土动画在CG技术的冲击下，不但没有消失，反而借助CG技术的发展开拓出更宽广的动画之路。

四、结语

在我看来，粘土动画是一种在材料上不断探索的影像实践，是一种充满诱惑的动画形式。100多年来无数艺术家、梦想家为此痴迷,并且用这种神奇的方式进行创作,创造了许多杰出的艺术片和成功的商业片。如今，粘土动画已逐渐成为最重要的三大动画技术类型之一,与传统的二维赛璐珞动画、新兴的电脑CG动画一起共同营建动画的奇妙领域。

参考文献：

[1]陈迈．逐格动画技法.第一版.北京：中国人民大学出版社.2005年.

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