[發明專利]一種基于鉬礦尾砂為原料的鉀型重金屬介孔吸附材料及其制法和應用

在審

• 申請號: 201611260596.4
• 申請日: 2016-12-30
• 公開（公告）號: CN106622115A
• 公開（公告）日: 2017-05-10
• 發明（設計）人: 胡崢;王進進;李永濤;張振;李文彥
• 申請（專利權）人: 華南農業大學
• 主分類號: B01J20/16
• 分類號: B01J20/16;B01J20/28;B01J20/30;C02F1/28;C02F101/20
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司44245
• 代理人: 許菲菲,裘暉

本發明屬于環境重金屬污染處理技術領域，公開了一種基于鉬礦尾砂為原料的鉀型重金屬介孔吸附材料及其制法和應用。該制法包括以下步驟：將鉬礦尾砂酸洗后加入堿性鉀化合物，在馬弗爐中共熱，然后加水溶解，取上清液并加入偏鋁酸鈉和水玻璃，混勻進行反應，反應結束后將所得產物純化即得鉀型重金屬介孔吸附材料。該方法制備的介孔吸附材料對重金屬的吸附效果非常好，即使在重金屬溶液的濃度高達280mg·L^?1下，仍然有95％以上去除率，且吸附重金屬后較穩定，沒有二次污染風險，可應用在重金屬廢水處理中。而且本發明充分利用原料鉬礦尾砂廢棄物的特性，提高產品的質量的同時實現了以廢治廢的目的，且制備工藝簡單，利于工業生產推廣。

技術領域

本發明屬于環境重金屬污染處理技術領域，特別涉及一種基于鉬礦尾砂為原料的鉀型重金屬介孔吸附材料及其制法和應用。

背景技術

隨著水資源的越來越缺乏，人類對水資源的渴求越來越強烈，然而水體污染問題卻越來越嚴重，這導致可用的水資源更少了。因此處理污染廢水的問題已然成為世界性問題。特別是在發展中國家，污染廢水的大量排出的環境問題，甚至成為國家前進和發展的障礙。重金屬污染具有毒性、不可生物降解和積累性等特點，存在于水體環境中嚴重威脅到人們的健康及生活。中華人民共和國國家統計局編寫的《中國統計年鑒》中提到2014年中國的廢水排放已經達到了驚人的7161751萬噸。

重金屬類污染物一旦排入水體，只能夠通過改變形態或者被轉移、稀釋、積累，而不能被降解，而且即使很低濃度的污染也會對人體造成危害。鎘，是重金屬元素的其中一種，是一種毒性很大的軟質金屬，不屬于人體所需元素。其大部分的化合物都具有水溶性、并且具有毒性，因此一旦進入水體，很容易在不知不覺中進入食物鏈，并在人體中富集，威脅到人類健康。鎘進入人體會富集在肝臟、胰腺、胃和甲狀腺中，可使腎臟產生不可逆的病變，引起骨質疏松、心血管疾病，對神經系統和免疫系統造成傷害。我國《污水綜合排放標準》及《生活飲用水水質衛生規范》中明確規定的鎘的濃度限值分別為0.1ppm和5ppb。

重金屬廢水的主要來源包括化工業、鉛鋅礦的開拆、電鍍工業、有色金屬冶煉、制備硫酸工業、印染紡織業、農藥生產等廢水的排放。

重金屬廢水處理的方法大致可以分為物理處理法、化學法、生物處理法三大類。其中化學方法主要包括沉淀法和電解法；物理處理法包括溶劑萃取分離法、離子交換法、膜分離和吸附法；生物處理法包括生物吸附法、生物絮凝法、植物修復法。

吸附法是利用多孔性結構的材料吸附去除水中重金屬離子的一種有效方法，是目前處理含鎘工業廢水的方法之一。吸附法的關鍵技術是吸附劑的選擇，常見的吸附材料包括沸石、活性炭等。活性炭有很強吸附能力，去除率高，但活性炭再生效率低，處理水質很難達到回用要求，價格貴，應用受到限制。沸石是天然的吸附材料，比表面積大，具有很強的吸附能力，最早就被應用于重金屬廢水的處理工藝。近年來，逐漸開發出有吸附能力的多種吸附材料。

礦產資源在開發利用時的利用率基本都不高，有用組分只占少部分，大部分的物質將成為尾礦。所以尾礦資源年年都在不斷累積，大量尾礦砂堆積在尾礦庫，不僅占用土地，浪費資源，而且存在污染的環境風險。

尾礦砂作為工業廢棄物的一種，是一種放錯地方的資源，目前它的處置途徑有三種。第一種是隨著科技的不斷進步，小部分的尾砂可以經過再選，提取出有用的礦物資源；第二種是作為建材、輕工、無機化工原料，生產如微晶玻璃、建筑陶瓷、建筑砌磚等；最后一種是作為配料，參與硅酸鹽水泥、礦物材料的合成等。

發明內容

為了克服上述現有技術的缺點與不足，本發明的首要目的在于提供一種基于鉬礦尾砂為原料的鉀型重金屬介孔吸附材料的制備方法。

本發明另一目的在于提供上述方法制備的基于鉬礦尾砂為原料的鉀型重金屬介孔吸附材料。

本發明再一目的在于提供上述基于鉬礦尾砂為原料的鉀型重金屬介孔吸附材料在重金屬廢水處理中的應用。