[發明專利]一種從含銣黑云母中提取銣聯產As(Ⅲ)吸附材料的方法和As(Ⅲ)吸附材料及應用

有效

• 申請號: 202011132953.5
• 申請日: 2020-10-21
• 公開（公告）號: CN112410579B
• 公開（公告）日: 2021-09-21
• 發明（設計）人: 賀治國;曾強;鐘慧;胡亮
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: C22B26/10
• 分類號: C22B26/10;C22B3/06;B01J20/12;B01J20/30;B01D15/08;C02F1/28;C02F101/10
• 代理公司: 長沙市融智專利事務所(普通合伙) 43114
• 代理人: 張偉;魏娟

本發明公開了一種從含銣黑云母中提取銣聯產As(Ⅲ)吸附材料的方法和As(Ⅲ)吸附材料及應用。將含銣黑云母采用酸液浸出后，固液分離，得到酸浸液和硅渣；將硅渣表面修飾氨基，得到氨基化硅材料；在酸浸液中加入氨基化硅材料，進行沉淀反應，再加入高錳酸鉀溶液進行氧化反應，氧化反應完成后，過濾，得到固體產物為As(Ⅲ)吸附材料，濾液即為富銣溶液。該方法不但實現了黑云母中銣的高效富集和純化，同時利用其中的金屬雜質和硅渣獲得一種可以用于高效吸附As(Ⅲ)的氨基化二氧化硅負載MnO₂/鐵鋁(氫)氧化物復合材料，為黑云母的資源化利用提供了全新的思路。

技術領域

本發明涉及一種As(Ⅲ)吸附材料及其應用，具體涉及一種在黑云母礦物提取銣的同時利用銣浸出液除雜過程中的金屬雜質和渣相制備新型As(Ⅲ)吸附材料的方法，還涉及As(Ⅲ)吸附材料高效去除溶液體系中As(Ⅲ)的方法，屬于礦物有價資源提取及資源綜合利用的技術領域。

背景技術

銣是一種分散型稀有堿金屬資源，因其在光、電、磁和催化等發面的獨特性質被廣泛應用在航空航天工業、原子能工業、生物工程及能源等高新技術產業。發達國家銣的應用主要集中在高科技領域，有80％的銣用于開發高新技術，只有20％的銣用于傳統應用領域。隨著產業的發展，銣的需求量也逐漸升高，而其價值也逐漸被凸顯。現有銣資源主要來源于鹽湖鹵水和含銣礦物中，這些礦物包括黑云母、鋰云母、長石、光鹵石、銫榴石等，礦物中銣的浸出一般以氯化焙燒-水浸為主要工藝，然而，該工藝在進行過程中會不可避免的產生氯氣和氯化氫等氣體，易于導致環境的污染，因此，需要開發清潔工藝完成礦物中銣資源的有效浸出。

在完成銣的浸出后，需要對浸出液中的銣進行進一步地的純化、分離和提取，而該過程的進行，對浸出液的凈化過程不可避免。選擇的凈化方法不同，產生的凈化渣的類型、成分和結構也有很大的區別，若凈化方法選擇不恰當，既會導致大量凈化渣的產生并帶來難以處置的問題，也會導致這類資源無法實現二次利用而浪費。

砷(As)作為一種高毒性類金屬元素，在環境中的主要存在方式為亞砷酸鹽(AsO33-)和砷酸鹽(AsO43-)，伴隨著砷及其化合物廣泛應用于農藥、防腐劑、除草劑和殺蟲劑等領域，導致大量含砷廢水排放進入環境當中，造成廣泛的地表水和地下水的砷污染。同時，無論是砷酸鹽還是亞砷酸鹽都能對人體的各方面造成不可逆性損傷，如心血管、免疫和神經功能障礙，以及各種癌癥等。據統計，全世界有近7000萬人口處于砷超標的生存環境中，嚴重威脅著這部分群體的生命健康。與As(Ⅴ)相比，As(Ⅲ)更容易與蛋白質中巰基官能團結合，所以，As(Ⅲ)對人體的毒性更高，世界衛生組織(WHO)規定飲用水中亞砷酸鹽最大允許排放濃度不超過10ug/L。另一方面，鑒于As(Ⅲ)在水溶液環境中容易形成非離子性形態(H₃AsO₃，pK_a1＝9.2)，從而具有更高的遷移性，所以，As(Ⅲ)的去除比As(Ⅴ)更難。因此，從含砷污染水體中實現對As(Ⅲ)的高效去除以達到安全排放至關重要。

發明內容

針對現有技術存在的問題和缺陷，本發明的第一個目的是在于提供一種從含銣黑云母中提取銣聯產As(Ⅲ)吸附材料的方法，該方法不但實現了黑云母中銣的高效富集和純化，同時利用其中的金屬雜質和硅渣獲得一種可以用于高效吸附As(Ⅲ)的氨基化二氧化硅負載MnO₂/鐵鋁(氫)氧化物復合材料，為黑云母的資源化利用提供了全新的思路。

本發明的第二個目的是在于提供一種具有微納復合結構氨基化二氧化硅負載MnO₂/鐵鋁(氫)氧化物復合材料，為具有微米層狀結構的二氧化硅片層上負載大量納米片狀結構的MnO₂/鐵-鋁(氫)氧化物復合材料，具有比表面大，吸附活性高的特點，特別適合于溶液體系中As(Ⅲ)的吸附脫除。

本發明的第三個目的是在于提供As(Ⅲ)吸附材料的應用，將其應用于吸附溶液體系中的As(Ⅲ)，具有適應的pH范圍廣，吸附效果好，添加量少等優點。