[發(fā)明專(zhuān)利]凈化廢水中重金屬離子改性凹凸棒石粘土及制備方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110327428.3
• 申請(qǐng)日: 2011-10-25
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103071451A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-05-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 姚煒;劉洋;張豪杰;周潔;鄒娟珍;何丹農(nóng)
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 上海納米技術(shù)及應(yīng)用國(guó)家工程研究中心有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): B01J20/12
• 分類(lèi)號(hào): B01J20/12;B01J20/30;C02F1/28;C02F1/62
• 代理公司: 上海東方易知識(shí)產(chǎn)權(quán)事務(wù)所 31121
• 代理人: 唐莉莎

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種高效吸附凈化廢水中重金屬離子的改性凹凸棒石粘土的制備方法。該材料可廣泛應(yīng)用在電鍍、化工、冶煉、城市生活用水處理等領(lǐng)域。

背景技術(shù)

隨著工業(yè)的快速發(fā)展，目前我國(guó)每年要產(chǎn)生約幾百億噸含重金屬的廢水，主要來(lái)自電鍍、電解、采礦、冶煉、化工等行業(yè)，對(duì)環(huán)境、水體、土壤和生物造成了巨大危害。國(guó)內(nèi)外通常對(duì)含重金屬?gòu)U水的處理主要有兩類(lèi)。一類(lèi)是利用氫氧化物沉淀法、堿化物沉淀法、鐵氧體共沉淀法、氧化還原沉淀法等將重金屬離子轉(zhuǎn)化為不溶的金屬化合物，再進(jìn)行分離去除；另一類(lèi)是利用反滲透法、電滲析法、膜分離法、蒸發(fā)濃縮法、吸附法、離子交換法等不改變重金屬離子化學(xué)形態(tài)的條件下進(jìn)行吸附、濃縮和分離。吸附劑主要包括膨潤(rùn)土、沸石、海泡石、凹凸棒石等，對(duì)Cr²⁺、Cd²⁺、Hg²⁺、Pb²⁺、Cu²⁺等具有較強(qiáng)的吸附去除作用。但以上吸附劑的吸附容量有限，處理后形成的污泥含水量高、重金屬含量較低，應(yīng)用范圍較窄，因此開(kāi)發(fā)具有大吸附和離子交換能力的材料是該技術(shù)的關(guān)鍵。文獻(xiàn)公開(kāi)了一種利用13X沸石凈化處理含重金屬?gòu)U水，并回收金屬的技術(shù)。其采用13X沸石通過(guò)吸附-離子交換作用，將廢水中的重金屬離子Cu²⁺、Pb²⁺、Zn²⁺、Cd²⁺、Hg²⁺除去，達(dá)到凈化廢水的目的。文獻(xiàn)公開(kāi)了一種將有機(jī)樹(shù)脂和凹凸棒石粘土按一定比例混合，再進(jìn)行烘干、焙燒碳化制得的重金屬離子凈化材料，具有較好的性能。文獻(xiàn)公開(kāi)了一種在酸性介質(zhì)中以非離子型聚合物為模板劑，采用(MeO)₃SiCH₂CH₂Si(OMe)₃和(MeO)₃SiCH₂CH₂SH混合物為硅源共聚合成含-SH吸附中心的有機(jī)/無(wú)機(jī)雜化介孔材料。該吸附材料多種有害金屬離子具有強(qiáng)吸附能力。

凹凸棒石粘土是一種具有鏈層狀結(jié)構(gòu)含水富鎂的具有納米通道的天然礦物材料。其具有高比表面積、離子交換性能力強(qiáng)、化學(xué)穩(wěn)定性好、強(qiáng)吸水性等特性，被廣泛用作為吸附劑、催化劑載體和抗菌劑載體，已在石油、化工、日用化工、精細(xì)化工、食品加工等領(lǐng)域中應(yīng)用，而利用直接改性的凹凸棒石粘土凈化廢水中重金屬離子鮮有報(bào)道。本發(fā)明利用凹凸棒石粘土的物化特性，并進(jìn)行改性，制備具有高效、離子交換能力強(qiáng)和交換容量大等優(yōu)點(diǎn)的重金屬離子凈化材料。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種高效吸附凈化廢水中重金屬離子的改性凹凸棒石粘土的制備方法。本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種凈化廢水中重金屬離子改性凹凸棒石粘土，其特征在于，材料的質(zhì)量百分比組成為：65～78％的凹凸棒石粘土，18～28％的粘結(jié)劑，4～10％的改性劑。

所述粘結(jié)劑為高嶺土、膨潤(rùn)土、擬薄水鋁石中的一種或其組合。

所述改性劑為堿金屬、或堿土金屬的硝酸鹽，或氫氧化物。

本發(fā)明還提供一種凈化廢水中重金屬離子改性凹凸棒石粘土的制備方法，其特征在于包括以下步驟：

第一步：稱(chēng)取一定量的凹凸棒石粘土和粘結(jié)劑充分混合，再加入水或稀硝酸揉團(tuán)，放置5～48小時(shí)陳化，再擠壓成條；將條型凹凸棒石粘土在80～120℃下干燥3～24小時(shí)后，在400～700℃下焙燒3～8小時(shí)制得半成品；

第二步：將焙燒好的凹凸棒石粘土條粉碎過(guò)篩備用，將改性劑堿金屬，或堿土金屬的硝酸鹽，或氫氧化物配成一定濃度的浸漬液，將第一步制得的凹凸棒石粘土顆粒與浸漬液以等體積的方式浸漬；浸漬1～24小時(shí)，在80～120℃下干燥3～24小時(shí)，在300～600℃下焙燒3～8小時(shí)制得凈化廢水中重金屬離子改性凹凸棒石粘土。

該材料對(duì)Cu²⁺、Pb²⁺、Cr²⁺、Cd²⁺、Hg²⁺等重金屬有良好的凈化效果。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。

實(shí)施例1：

1、配料(質(zhì)量百分比)，將200～300目的凹凸棒石粘土100g、200～300目的粘結(jié)劑高嶺土30g充分混合，加入5％的稀硝酸溶液在充分?jǐn)嚢柘氯鄨F(tuán)，陳化6小時(shí)；

2、將陳化料轉(zhuǎn)移至擠出機(jī)中擠條成型，將擠出的條在100℃下干燥5小時(shí)后在550℃下焙燒3小時(shí)制得半成品；