[發明專利]一種具有供堿釋鈣能力材料的制備方法及其應用

在審

• 申請號: 202110245336.4
• 申請日: 2021-03-05
• 公開（公告）號: CN113060816A
• 公開（公告）日: 2021-07-02
• 發明（設計）人: 秦娟;歐昌進;沈梓瑜;吳妤婕;楊尚文;農正杰;席小東;蒲俊梅;陳清林;段永煜
• 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;C02F101/20;C02F101/10
• 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硅灰石的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：S1、按比例稱取原材料分析純試劑碳酸鈣和氧化硅，使用行星式球磨機混合均勻；S2、將S1球磨混合均勻的混合料放入壓片機中，經40MPa的壓力壓制成小圓片；S3、將步驟S2制得的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硅灰石CaSiO₃，最終材料具有向水溶液中釋放鈣離子和氫氧根離子的能力。本發明還公開了一種具有供堿釋鈣能力的硅灰石在污水中快速除磷和重金屬方面的應用。本發明提供了一種具有供堿釋鈣能力的材料，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材料的制備及其在污水中除磷和重金屬方面的應用。

背景技術

隨著全球經濟化的迅速發展，近二十年來，我國化工業得到了迅速發展，但同時帶來的環境污染也日趨嚴重，已經威脅到生物生存和人類健康。具體危害如下：長期飲用磷超標水可導致人體骨質疏松，發生下頜骨壞死等病變；鎘隨工業廢水的排放而進入水體，引發鎘污染。近年來我國多次發生鎘污染事件，2012年1月15日年廣西龍江鎘污染事件，由于泄露量之大在國內歷次重金屬環境污染事件中都極為罕見。鎘的毒性是潛在性的，即使飲用水中鎘濃度很低，也能在人體組織中積聚，潛伏期長且早期不易覺察。震驚世界的日本“痛痛病”就是由于鎘污染而致。

長期以來，我國污水處理技術沿襲了歐美方法，在此基礎上進行吸收、改進，并取得很大發展。但我國現階段污水處理技術與國外同期相比還有很大差距，存在效率低，維修率高，能耗高等缺陷，嚴重限制了正常的污水處理過程。

發明內容

本發明的目的是提供一種具有供堿釋鈣能力材料的制備及其在污水中除磷和重金屬方面的應用，以解決背景技術中所提出的缺陷或問題。

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硅灰石的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、按比例稱取原材料分析純試劑碳酸鈣和氧化硅，使用行星式球磨機混合均勻；

S2、將S1球磨混合均勻的混合料放入壓片機中，經40MPa的壓力壓制成小圓片；

S3、將步驟S2制得的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硅灰石CaSiO₃，最終材料具有向水溶液中釋放鈣離子和氫氧根離子的能力。

進一步的，所述步驟S1中，原材料中各組分的質量百分比為：CaCO₃62.5wt％，SiO₂37.5wt％。

進一步的，所述步驟S2中，升溫速率為5-10℃/min，升溫至800℃時保溫1h，最終升溫至溫度為1300℃-1400℃，并保溫0-2h。

本發明的實施例還提供一種具有供堿釋鈣能力的硅灰石在污水中快速除磷和重金屬方面的應用。

具體的，一種具有供堿釋鈣能力的硅灰石在污水中快速除磷方面的應用，其特征在于，包括以下步驟：采用靜態吸附實驗，將具有供堿釋鈣能力的硅灰石以20g/L的投加量加入裝有磷酸二氫鉀溶液的三角錐形瓶，磷酸根初始濃度(以P計)為50mg/L，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總磷濃度；吸附在1h后達到平衡，磷去除率接近100％，吸附容量為2.4-2.5mg/g。