[發明專利]一種硅酸鹽凝膠包裹穩定化臭蔥石的方法

在審

• 申請號: 201911049247.1
• 申請日: 2019-10-31
• 公開（公告）號: CN110734096A
• 公開（公告）日: 2020-01-31
• 發明（設計）人: 祁先進;李雪竹;祝星;盧治旭;楊妮娜;郝峰焱;李永奎;蔡貴遠
• 申請（專利權）人: 昆明理工大學
• 主分類號: C01G49/00
• 分類號: C01G49/00;C01B33/32
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及一種硅酸鹽凝膠包裹穩定化臭蔥石的方法，屬于重金屬污染治理技術領域。本發明將Fe(SO₄)₂加入到含砷污酸中，在溫度為80~90℃條件下反應10~12 h，固液分離、干燥得到臭蔥石；將硅酸鈉溶液緩慢加入到硫酸溶液中，攪拌形成硅酸鈉凝膠；將硅酸鈉凝膠與臭蔥石混合均勻形成硅酸鈉?臭蔥石凝膠，在溫度120~160℃條件下老化10~20 h。本發明采用硅酸鈉包裹臭蔥石，形成凝膠，可大大降低臭蔥石在環境中的毒性浸出，且工藝操作簡單、生產成本低，對臭蔥石的后續穩定化起到了很好的作用。

技術領域

本發明涉及一種硅酸鹽凝膠包裹穩定化臭蔥石的方法，屬于重金屬污染治理技術領域。

背景技術

砷是一種類金屬物質，能形成一系列的高毒類化合物，砷可由呼吸道、皮膚和消化道被人體吸收，會引起神經衰弱綜合征,多發性神經病和皮膚粘膜病變等,砷的無機化合物可引起肺癌和皮膚癌。工廠經工業生產會大量排放這些含砷物質，針對含砷廢物的處理方法，目前最優前景的是利用鐵與其反應生成臭蔥石。此法生成臭蔥石后毒性浸出雖然在國標規定范圍(<5 mg/L)內，但其毒性浸出仍然達到了3~4 mg/L，為將其毒性浸出進一步降低到1 mg/L以下，采用凝膠將其牢牢包裹住，可大大降低臭蔥石的毒性浸出，延長臭蔥石在環境中的堆存時間。

發明內容

本發明針對現有技術存在的問題，提供一種硅酸鹽凝膠包裹穩定化臭蔥石的方法，本發明利用常見易得的Na₂SiO₃來合成凝膠，包裹臭蔥石，可有效降低臭蔥石在環境中的毒性浸出，延長臭蔥石的堆存時間，并且工藝操作簡單、生產成本低，具有較廣闊的市場前景。

一種硅酸鹽凝膠包裹穩定化臭蔥石的方法，具體步驟如下：

（1）將Fe(SO₄)₂加入到含砷污酸中，在溫度為80~90℃條件下反應10~12 h，固液分離、干燥得到臭蔥石；

（2）將硅酸鈉溶液緩慢加入到硫酸溶液中，攪拌形成硅酸鈉凝膠；

（3）將步驟（2）硅酸鈉凝膠與步驟（1）臭蔥石混合均勻形成硅酸鈉-臭蔥石凝膠，在溫度120~160℃條件下老化10~20 h。

所述步驟（1）Fe(SO₄)₂中的鐵與含砷污酸中砷的Fe/As摩爾比為(2~3):1，含砷污酸的砷含量為2100~5800 mg/L。

所述步驟（2）硅酸鈉溶液濃度為1~1.2 mol/L，硫酸溶液濃度為0.9~1.1 mol/L，硅酸鈉溶液與硫酸溶液的體積比為(1~2):3。

所述步驟（2）硅酸鈉溶液中Si與步驟（1）含砷污酸中砷的Si/As摩爾比為(1~2):1。

硅酸鹽凝膠包裹穩定化臭蔥石的原理：在FeSO₄用量上采用鐵過量的處理方法，使得合成臭蔥石后有剩余Fe²⁺，此時將Na₂SiO₃與臭蔥石混合時，Si會與多余的Fe²⁺反應生產Fe-Si復合物來包裹臭蔥石，而不會與臭蔥石中鐵反應，這樣不會使得原有臭蔥石分解，且Fe-Si復合物包裹在臭蔥石表面，可以大大提高臭蔥石的穩定性。

本發明的有益效果是：

（1）本發明利用低成本、粘結力強、強度較高，耐酸性、耐熱性好的Na₂SiO₃來包裹臭蔥石，可大大提高臭蔥石在環境中的穩定性；

（2）本發明采用凝膠包裹穩定化臭蔥石，工藝操作簡單、生產成本低，具有較廣闊的市場前景。

具體實施方式