[發明專利]一種具有供堿釋鈣能力的鈣鋁黃長石、其制備方法及其應用

在審

• 申請號: 202110245333.0
• 申請日: 2021-03-05
• 公開（公告）號: CN113060815A
• 公開（公告）日: 2021-07-02
• 發明（設計）人: 秦娟;歐昌進;蒲俊梅;吳妤婕;農正杰;沈梓瑜;楊尚文;席小東;段永昱;南炅垚
• 申請（專利權）人: 南通大學
• 主分類號: C02F1/68
• 分類號: C02F1/68;C02F1/62;C02F1/58;C02F101/10;C02F101/20
• 代理公司: 北京科家知識產權代理事務所(普通合伙) 11427
• 代理人: 宮建華

本發明公開了一種具有供堿釋鈣能力的鈣鋁黃長石的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：按比例稱取原材料分析純試劑碳酸鈣、氧化硅和氧化鋁，使用行星式球磨機混合均勻；將混合料放入壓片機中，經40MPa的壓力壓制成小圓片；將小圓片放入剛玉坩堝，再放入高溫煅燒爐中煅燒，獲得最終材料，最終材料的物相組成為鈣鋁黃長石2CaO·Al₂O₃·SiO₂。本發明還公開了一種具有供堿釋鈣能力的鈣鋁黃長石在污水除磷除鎘方面的應用。本發明所提供了一種具有供堿釋鈣能力的材料，其能夠向水溶液中釋放鈣離子和氫氧根離子，其具有自主調節溶液pH的能力，在吸附過程中無需添加pH調節劑，簡化了工藝，節約了成本。

技術領域

本發明屬于材料制備和環境工程水處理技術領域，具體涉及一種具有供堿釋鈣能力的鈣鋁黃長石、其制備方法及其應用。

背景技術

水是生命之源，但近年來隨著國家經濟的快速發展，我國的水污染日趨嚴重。水污染主要是由人類活動、生產的污染物造成，包括工業污染源，農業污染源和生活污染源三大部分。水中磷等營養元素含量超標會導致水體富營養化進而使水體發黑、發臭，甚至在淡水中出現水華、在海水中出現赤潮等現象，對環境和人類健康造成嚴重威脅。除此之外，水體中重金屬含量超標也是造成水體污染的原因之一。重金屬污染與其他有機化合物的污染不同，不少有機化合物可以通過自然界本身物理的、化學的或生物的凈化，使有害性降低或解除，而重金屬具有富集性，很難在環境中降解。廢水排出的重金屬，即使濃度小，也可在藻類和底泥中積累，被魚和貝類體表吸附，產生食物鏈濃縮，從而造成公害。如重金屬鎘引起的痛痛病、汞引起的水俁病等。

目前水處理技術主要包括生物處理技術和吸附技術，其中生物處理技術包括活性污泥技術、厭氧生物處理技術、生物膜技術等。吸附技術是使用頻率較高的方法。因為在實踐中，吸附技術的優勢是非常明顯的，其不僅操作過程比較簡單、便捷，并且污水處理過后的水質標準也較高。雖然水處理技術較多，但由于我國對污水處理的關注比較晚，污水處理技術并不成熟且投資相對較少，所以難以實現較好的污水處理效果。

發明內容

發明目的：針對現有技術中存在問題或不足，本發明提供一種具有供堿釋鈣能力的鈣鋁黃長石、其制備方法及其應用，該材料可以處理含磷和含重金屬的廢水，并且去除率高、去除效果穩定，應用前景廣闊。

為實現上述發明目的，本發明的實施例提供一種具有供堿釋鈣能力的鈣鋁黃長石的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

(1)按比例稱取原材料分析純試劑碳酸鈣、氧化硅和氧化鋁，使用行星式球磨機混合均勻；

(2)將混合料放入壓片機中，經40MPa的壓力壓制成小圓片；

(3)將小圓片放入剛玉坩堝，再放入高溫煅燒爐中煅燒，獲得最終材料，最終材料的物相組成為鈣鋁黃長石2CaO·Al₂O₃·SiO₂。

進一步的，所述步驟(1)中，原材料中分析純試劑碳酸鈣、氧化硅和氧化鋁的質量百分比為：CaCO₃ 55.3％，SiO₂ 16.6％，Al₂O₃ 28.1％。

進一步的，所述步驟(3)中，升溫速率為5-10℃/min，800℃時保溫1h，最終溫度為1300-1400℃，并保溫0-2h。

本發明的實施例還提供一種鈣鋁黃長石，其特征在于，所述鈣鋁黃長石具有供堿釋鈣能力。

進一步的，所述鈣鋁黃長石具有供堿釋鈣能力采用靜態浸出實驗進行驗證，具體過程如下：將鈣鋁黃長石以20g/L的投加量加入裝有純水的三角錐形瓶，封口后放入水浴恒溫振蕩儀中，水浴溫度25℃，振蕩速度120r/min，在不同時間間隔內取樣測pH和鈣離子濃度，供堿釋鈣在2-10h后達到平衡，溶液pH維持在9-10范圍內，鈣離子濃度維持在20-230mg/L范圍內。