[發明專利]一種改性沸石的制備方法及其在含砷廢水處理中的應用

在審

• 申請號: 201610332587.5
• 申請日: 2016-05-19
• 公開（公告）號: CN105771885A
• 公開（公告）日: 2016-07-20
• 發明（設計）人: 孟佳;唐新村
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: B01J20/18
• 分類號: B01J20/18;B01J20/30;C02F1/28
• 代理公司: 長沙市融智專利事務所 43114
• 代理人: 魏娟

技術領域

本發明涉及一種天然沸石的改性方法，具體涉及一種具有選擇性吸附砷的改 性沸石的制備方法及其在處理含砷廢水中的應用方法，屬于水處理領域。

背景技術

砷是一種有毒元素，在地殼中主要以低毒的鈣、鐵、錳、鋁等難溶砷酸鹽以 及雄黃、雌黃、毒砂等硫化物的形式穩定存在于巖層和土壤中。人類在礦產資源 開發利用過程中，砷的自然穩定形態遭到破壞而釋放出高毒的水溶性砷，尤其是 有色金屬冶煉過程中產生的高濃度含砷廢水，已經成為釋放高毒砷的主要途徑之 一。最近，在我國湖南、廣西、貴州、云南等有色冶煉產業密集地區發生了多起 區域性砷中毒事件，砷污染已經成為社會廣泛關注的敏感問題。因此，尋找一種 除砷徹底，操作簡單，成本低廉的生活和飲用水的除砷方法，對含砷廢水處理和 飲水凈化有著現實意義，而吸附法是一種較為成熟且簡單易行的廢水處理技術， 特別適用于量大而濃度較低的水處理體系。

在常用的幾種除砷方法中，吸附法因為工藝簡單，經濟實惠，技術成熟而廣 泛應用于處理含砷濃度較低的水體系。該方法運用具有較大比表面積的不溶性固 體材料作為吸附載體，通過物理吸附、化學吸附或離子交換等機制將水中的砷污 染物固定在吸附劑表面，從而達到除砷的目的。相對于混凝沉淀法，吸附法在除 去水中污染物的同時不會引入新的污染物，因而適用于飲用水處理領域。

天然沸石具有性質穩定，比表面積大，具有良好的吸附選擇性和離子交換性， 價格低廉等優點，廣泛應用于污水處理技術中。目前，有利用天然沸石除砷的相 關報道，天然沸石對砷具有吸附作用，也有部分離子交換作用。天然沸石對于 As(V)的去除主要是依靠吸附作用，而對As(III)的去除主要是通過沸石與 亞砷酸根離子發生絡合形成絡合物。但是天然沸石的除砷能力較差，主要是天然 沸石內部空隙多含其他雜質，在吸附處理污水過程中容易形成堵塞，影響除砷效 果。且天然沸石吸附廢水中砷的過程多為靜態吸附，易受溫度，pH等理化性質 的影響，使得除砷周期長。

發明內容

針對現有技術中存在的上述技術問題，本發明的目的是在于提供一種比表面 積大，且對砷的吸附容量大及選擇性吸附能力強的改性沸石的制備方法，該方法 操作簡單、低成本，可以大規模生產。

本發明的另一個目的是在于提供所述改性沸石在含砷廢水處理過程中應用， 改性沸石具有除砷效率高，選擇性強的優點，大大降低含砷廢水處理成本。

為了實現上述技術目的，本發明提供了一種改性沸石的制備方法，該方法是 將天然沸石在鹽酸溶液中浸泡處理后，置于容器內，向所述容器內同時加入氯化 鐵溶液和氫氧化鈉溶液，混合、反應，即得。

優選的方案，反應在溫度為40℃～100℃的條件下進行；較優的反應溫度為 60℃～90℃，最優選為80℃。

較優選的方案，反應時間不小于6h，進一步優選為6h～8h，

優選的方案，浸泡處理后的天然沸石與氯化鐵溶液和氫氧化鈉溶液總固液比 為1:(20～50)g/mL；進一步優選為1:(40～50)g/mL。

優選的方案，所述氯化鐵溶液的濃度為2～3mol/L。

優選的方案，所述氫氧化鈉溶液的濃度為4～6mol/L。

優選的方案，所述氯化鐵溶液和所述氫氧化鈉溶液的體積比為1:1。

優選的方案，鹽酸溶液濃度為3～6mol/L。

較優選的方案，所述天然沸石在鹽酸溶液中浸泡處理的時間為4～6h。

優選的方案，浸泡處理后的天然沸石用水反復洗滌至洗滌液呈現中性后，置 于105～130℃溫度下，干燥8～16h。

優選的方案，反應完成后，反應所得固體產物經水反復洗滌至洗滌液中無游 離鐵離子后，置于105～130℃溫度下，干燥8～16h。

本發明還提供了所述的制備方法所得改性沸石的應用，該改性沸石應用于選 擇性吸附去除含砷廢水中砷。