[發明專利]利用農作物秸稈制作煤礦酸性廢水吸附劑的方法

無效

• 申請號: 201210081057.X
• 申請日: 2012-03-26
• 公開（公告）號: CN102600804A
• 公開（公告）日: 2012-07-25
• 發明（設計）人: 趙曉光;賈銳魚;金大瑞
• 申請（專利權）人: 西安科技大學
• 主分類號: B01J20/24
• 分類號: B01J20/24;B01J20/30;C02F1/28
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及環境保護領域，具體涉及一種利用農作物秸稈制作酸性廢水吸附劑，特別針對礦山廢水的治理。

背景技術

據統計，我國各類礦山廢水排放量大約為每年25億m³，約占全國工業廢水排放量的10％。其中酸性礦山廢水(AMD)，由于酸性強、排量大、含有大量可溶態的有毒金屬離子和SO₄^2-，成為礦山開采過程中最為嚴重的環境問題之一。AMD的來源通常認為是在煤礦和各類金屬礦的開采過程中，含硫化物礦石暴露在空氣中被氧化，經過雨水和選礦水的淋洗后逐漸形成含有大量H⁺、SO₄^2-和一些有毒金屬元素的廢水。此廢水極有可能隨雨水進入溪流、堤壩中，進而污染河流和地下水，造成地區性的生態和環境問題。為此，許多國家相繼投入了大量的人力、物力去研究尋找AMD的源頭控制技術和處理方法?？紤]到AMD中重金屬的危害大，后果嚴重，所開發的廢水處理技術大多是針對重金屬的去除，如沉淀法、膜分離法以及吸附法。

然而AMD中SO₄^2-環境危害是不容忽視的。硫酸鹽在微生物的作用下會被還原降解，該過程會釋放惡臭氣體硫化氫，而且涉及電子轉移，會對金屬管道造成電化學腐蝕，也有研究指出水體中SO₄^2-濃度的增加會直接加重混凝土構筑物的腐蝕破壞；從長遠考慮，若對AMD中的SO₄^2-放任不管，使其隨溪流擴散，滲入地下水，與Ca²⁺、Mg²⁺結合增加地下水硬度，威脅礦區飲水安全。盡管硫元素是人體代謝所需的重要營養元素，但過多攝入可能引發嚴重的健康問題，如瘧疾和結石。

常用的SO₄^2-去除技術如鋇鹽和鈣鹽沉淀法，冷凍法，主要是針對工業用水中SO₄^2-去除，由于AMD水量太大，pH值較低，這些方法并不適用。而且化學加藥沉淀法運行成本較高，可能造成二次污染或需要進行后處理。與此相比，吸附法由于其選擇性高，迅速有效的特點，尤其是隨著廉價吸附材料的開發利用，其處理成本可隨之大幅降低，具有很好的發展前景。因此開發成本低廉，吸附容量合適的吸附材料具有很重要的應用價值。

農業秸稈富含纖維素和木質素，也稱作農業廢棄物或木質纖維素材料，具有數量豐富，價格低廉，每年可再生的特點。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是針對現有技術的不足提供一種利用農作物秸稈制作煤礦酸性廢水吸附劑的方法。

本發明的技術方案如下：

一種利用農作物秸稈制作煤礦酸性廢水吸附劑的方法，包括以下步驟：

A1、將農作物秸稈進行清洗、烘干、粉碎處理，粉碎達到20-40目；

A2、將粉碎后的秸稈顆粒進行堿化處理：將秸稈顆粒置于質量分數為10％-18％的NaOH溶液中，浸泡3-12h；NaOH溶液的使用量為20-60ml/g秸稈原料；

A3、將堿化處理后的秸稈進行脫水處理；

A4、脫水后的堿化秸稈與過量的環氧氯丙烷進行交聯反應；

A5、將交聯反應生成的固體產物與三甲胺醇溶液進行季胺化反應，得到固相產物；

A6、將固相產物清洗，干燥后得到吸附劑。

所述的方法，所述步驟A4中，環氧氯丙烷的添加量為10ml/g秸稈原料，反應溫度是在60-70℃，反應時間為3-6h；

所述的方法，所述步驟A5中，三甲胺醇溶液的濃度為33％，其添加量為10ml/g秸稈原料，季胺化反應的溫度為80-85℃，反應時間為2-3h。

所述的方法，所述步驟A6中，清洗時依次用體積比為1∶1的乙醇、0.1mol/l的NaOH、0.1mol/lHCl洗滌，然后用去離子水洗滌至洗液呈中性。在60℃下烘干即得。

與傳統硫酸鹽去除方法相比，該吸附劑可以有效去除硫酸根的同時不會產生二次污染，無需后處理設備；使用的吸附劑經NaOH溶液再生后，還可以循環使用，循環使用多次后SO₄^2-的去除率任然保持在75％以上。

附圖說明

圖1為秸稈材料改良前后電鏡照片對比見圖(放大200倍)，1-1改良前，1-2為改良后；