[發(fā)明專利]一種載鐵粉煤灰除砷吸附劑的制備方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710749573.8
• 申請(qǐng)日: 2017-08-28
• 公開（公告）號(hào): CN107376829A
• 公開（公告）日: 2017-11-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 肖惠寧;李博;潘遠(yuǎn)鳳;侯肖邦;黃志紅;肖選虎
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 云南圣清環(huán)保科技有限公司
• 主分類號(hào): B01J20/10
• 分類號(hào): B01J20/10;B01J20/30;B01J20/34;C02F1/28;C02F101/10
• 代理公司: 昆明大百科專利事務(wù)所53106
• 代理人: 何健,張代民

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于水處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種載鐵粉煤灰制備吸附劑用以去除水中砷的應(yīng)用方法。

背景技術(shù)

砷是一種原生質(zhì)毒物，可以通過(guò)與酶和蛋白上面的巰基相互作用(使蛋白質(zhì)和酶在細(xì)胞內(nèi)變性)以及增加細(xì)胞內(nèi)活性氧來(lái)引起細(xì)胞損傷產(chǎn)生毒性，具有廣泛的生物效應(yīng)。砷對(duì)人體的毒害作用，包括急性中毒、慢性中毒，還有致突變、致畸形、致癌變等三致作用。人體如果長(zhǎng)期飲用高含量砷的地下水，砷會(huì)在人體內(nèi)不斷累積，造成全身乏力、惡心、以及皮膚病變和角質(zhì)化等慢性中毒癥狀。研究發(fā)現(xiàn)，人體長(zhǎng)期飲用砷含量高的水，可能會(huì)導(dǎo)致淋巴細(xì)胞染色體畸變的癥狀。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的正是為了克服現(xiàn)有地下水因各種復(fù)雜原因而有的含有砷的情況提供一種載鐵粉煤灰除砷吸附劑的制備方法及應(yīng)用，本發(fā)明以工業(yè)廢棄物粉煤灰為原料，利用氫氧化鈉和氯化鐵制備一種新型的載鐵粉煤灰作為水中除砷的吸附劑，改性過(guò)程條件溫和，無(wú)污染，易控制，產(chǎn)率高。載鐵粉煤灰吸附劑成本低廉、環(huán)境友好、吸附容量大，使用條件廣泛，易于工業(yè)化和產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)。

粉煤灰是燃煤發(fā)電廠排放的一種固體廢棄物。粉煤灰主要成分是二氧化硅、氧化氯、氧化鈣等，顆粒多呈多孔型蜂窩狀組織，具有粒徑小、多孔及比表面積大的特點(diǎn)，粉煤灰含有大量的反應(yīng)活性位點(diǎn)，對(duì)于水中重金屬具有較好的吸附性能，因此是吸附的優(yōu)良性材料。

本發(fā)明的技術(shù)方案為：一種載鐵粉煤灰除砷吸附劑的制備方法，步驟為：

1)取45g-60g粉煤灰清洗除雜，烘干后過(guò)80-120目篩待用；

2)配制3-6mol/L的NaOH溶液和0.1-2mol/L的FeCl₃溶液；

3)向粉煤灰加入250-300ml的NaOH溶液，在40-80℃恒溫水浴攪拌3-5小時(shí)，取出后水洗至中性；

4)球磨處理：向球磨機(jī)加入水洗到中性的粉煤灰，加入20-50ml的FeCl₃溶液，混合研磨1-5h，使粉煤灰填埋在改性劑中；

5)混合物在馬弗爐中380-450℃煅燒4-6h；過(guò)80-120目篩，得到載鐵粉煤灰。

本發(fā)明提供的載鐵粉煤灰除砷吸附劑，具有如下優(yōu)點(diǎn)：

1、本發(fā)明提供的除砷吸附劑，成本低廉，采用粉煤灰、氯化鐵、氫氧化鈉作為原料，均為常見廉價(jià)材料。

2、本發(fā)明提供的除砷吸附劑，耐酸性強(qiáng)，在偏酸性的環(huán)境下依然具有很強(qiáng)的吸附性能，本發(fā)明的吸附劑吸附容量為35-40mg/g。

3、本發(fā)明提供的除砷吸附劑，可再生能力強(qiáng)，吸附劑吸附完成后用0.1mol/L的NaOH溶液解析，再吸附吸附容量基本不變。

4、本發(fā)明提供的除砷吸附劑，吸附速率快，10分鐘內(nèi)就可以達(dá)到一個(gè)接近飽和的吸附量。

5、本發(fā)明提供的除砷吸附劑，制備過(guò)程條件溫和，易操作。

6、本發(fā)明提供的除砷吸附劑，原料為工業(yè)廢氣物粉煤灰，成本低廉，環(huán)境友好，吸附效果好，既解決了工業(yè)廢棄物粉煤灰的利用問(wèn)題，又解決了廢水中重金屬的污染問(wèn)題。

表1粉煤灰的化學(xué)成分

附圖說(shuō)明

圖1為吸附時(shí)間對(duì)吸附性能的影響；

圖2為pH對(duì)吸附性能的影響；

圖3為初始濃度對(duì)吸附性能的影響。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步闡述，但本發(fā)明并不限于以下實(shí)施例。所述方法如無(wú)特別說(shuō)明均為常規(guī)方法。所述反應(yīng)物如無(wú)特別說(shuō)明均能從公共商業(yè)途徑而得。

實(shí)施例1

搭建試驗(yàn)裝置臺(tái)，將粉煤灰用去離子水清洗除雜，烘干后過(guò)100目篩，稱取50粉煤灰，250ml濃度為3mol/L的NaOH溶液，40℃恒溫水浴攪拌3小時(shí)，取出后水洗至中性；向堿處理的粉煤灰滴加20ml濃度為0.1mol/L的FeCl₃溶液，80℃條件下攪拌至干泥狀，使粉煤灰填埋在改性劑中。混合物在溫度80℃下干燥；烘干后過(guò)80目篩，得到載鐵粉煤灰。

實(shí)驗(yàn)室中用Na₃AsO₄配制含砷廢水，對(duì)于20ppm含砷廢水吸附劑投加量為4g/L,振蕩吸附2h，用帶有濾頭針管過(guò)濾，逐級(jí)稀釋若干倍后用原子熒光光度計(jì)得到吸附平衡濃度，改性后的粉煤灰對(duì)砷的吸附率為93.4％。

實(shí)施例2