[發(fā)明專利]一種基于堿渣循環(huán)利用型重金屬吸附劑及其制備方法與應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910767591.8
• 申請(qǐng)日: 2019-08-20
• 公開（公告）號(hào): CN110639476B
• 公開（公告）日: 2020-12-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蔣剛彪;王少杰;胡甜;劉永林;胡漢劍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華南農(nóng)業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): B01J20/24
• 分類號(hào): B01J20/24;B01J20/28;B01J20/30;C02F1/28
• 代理公司: 廣州市華學(xué)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44245
• 代理人: 雷月華

本發(fā)明公開了一種基于堿渣循環(huán)利用型重金屬吸附劑及其制備方法與應(yīng)用。本發(fā)明利用堿渣結(jié)合海藻酸鹽制備可循環(huán)吸附重金屬的吸附劑材料，并應(yīng)用于水體重金屬移除，不僅開拓了堿渣的資源化利用范圍，為堿渣的利用開辟新途徑，同時(shí)制得的吸附劑具有磁性和多孔性，堿渣材料具有高效的吸附重金屬能力，且具有輕質(zhì)性，可漂浮于水面上，便于回收，從而達(dá)到移除水體中重金屬的目的；本發(fā)明材料應(yīng)用范圍廣泛，可用于城市或工業(yè)污水、河流、池塘、湖泊等重金屬污染的水體修復(fù)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于吸附重金屬材料和環(huán)境保護(hù)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于堿渣循環(huán)利用型重金屬吸附劑及其制備方法與應(yīng)用。

背景技術(shù)

我國是世界純堿生產(chǎn)大國，每年氨堿法生產(chǎn)的純堿產(chǎn)生大量的廢棄物，由于其堿值高(pH為10～12)、主要成分是CaCl₂、CaCO₃、氯離子等，目前國內(nèi)外還沒有有效的方法對(duì)其進(jìn)行處理，多數(shù)堿渣生產(chǎn)企業(yè)以堆存或填海處理為主。其不僅占用大量土地資源、還會(huì)使土壤堿化、污染水體，造成了很大的環(huán)境問題，堿渣沉積占用海域形成“白海”，存在安全隱患。國內(nèi)外有許多企業(yè)因無法解決“白海”或土壤、地下水污染問題而被迫關(guān)閉，發(fā)達(dá)國家尤為突出，堿渣治理已成為制約世界上純堿工業(yè)發(fā)展的一大難題，基于此國內(nèi)外學(xué)者開始對(duì)堿渣的資源化利用進(jìn)行研究，嘗試?yán)迷诓煌念I(lǐng)域，主要包括生產(chǎn)鈣鎂肥和土壤改良劑、制備堿渣磚原料、海域填料、建筑材料、鍋爐廠脫硫劑和氨氮磷、染料、重金屬吸附劑等方面。但由于堿渣本身成分復(fù)雜，堿性強(qiáng)等特點(diǎn)，真正利用起來很困難。同時(shí)，也有研究者將堿渣用作吸附劑以去除重金屬，大多通過對(duì)堿渣進(jìn)行酸堿改性處理，直接吸附重金屬，出現(xiàn)的問題就是吸附效果差，難回收、不能循環(huán)利用，甚至造成二次污染的問題，也不能真正意義上的實(shí)現(xiàn)堿渣的資源化再利用。

發(fā)明內(nèi)容

為解決現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)和不足之處，本發(fā)明的首要目的在于提供一種基于堿渣循環(huán)利用型重金屬吸附劑的制備方法。首先將堿渣和磁鐵粉混合均勻，再使用海藻多鹽對(duì)堿渣和磁鐵粉進(jìn)行混合包裹，冰凍成型，隨后在酸性條件下固化交聯(lián)，制得重金屬吸附劑。

本發(fā)明的另一目的在于提供上述方法制得的一種基于堿渣循環(huán)利用型重金屬吸附劑。

本發(fā)明的再一目的在于提供上述一種基于堿渣循環(huán)利用型重金屬吸附劑在去除水中重金屬的應(yīng)用。在應(yīng)用過程中，重金屬吸附在吸附劑的表面和內(nèi)部，然后吸附劑上浮于水面，利用其帶有的磁性和漂浮性回收處理，且可以多次循環(huán)使用，最大限度地把水體中的重金屬從根源上去除。

本發(fā)明目的通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種基于堿渣循環(huán)利用型重金屬吸附劑的制備方法，包括以下步驟：

(1)將堿渣加入水中，攪拌成漿，加入磁鐵粉，其中堿渣與磁鐵粉的質(zhì)量比為(5～15)：(1～2)，混合均勻，得到混合溶液；

(2)將混合溶液的pH調(diào)至9～10，加入海藻酸鹽，其中海藻酸鹽與混合溶液中堿渣的質(zhì)量比為(2～6)：(5～15)，混合均勻，得到凝膠混合液；

(3)將凝膠混合液冷凍成凝膠，然后浸泡在酸溶液中，交聯(lián)固化反應(yīng)4～8h，冷凍干燥，得到氣凝膠，即為重金屬吸附劑。

步驟(1)所述堿渣加入水前，還需經(jīng)過脫水處理。

所述脫水處理的方法為：將堿渣粉粹后加入水中，攪拌成漿并過100～300目篩(去除不溶物)，靜置，去除上清液，干燥。所述靜置的時(shí)間為6～24h；干燥的溫度為55～65℃，干燥的時(shí)間為8～16h。

步驟(1)所述堿渣在水中的質(zhì)量濃度為5～15％，優(yōu)選為5～10％。

步驟(1)所述攪拌成漿的時(shí)間為2.5～4h。

步驟(1)所述磁鐵粉為粒徑為80～100nm的四氧化三鐵。