[發明專利]一種用于處理重金屬廢液的磺化生物炭

在審

• 申請號: 202110996030.2
• 申請日: 2021-08-27
• 公開（公告）號: CN113617332A
• 公開（公告）日: 2021-11-09
• 發明（設計）人: 鄭子渝洋;陳宣任
• 申請（專利權）人: 鄭子渝洋
• 主分類號: B01J20/20
• 分類號: B01J20/20;C02F1/28;B01J20/30;C02F101/20
• 代理公司: 重慶強大凱創專利代理事務所(普通合伙) 50217
• 代理人: 康奇剛

本發明涉及重金屬廢液處理領域，具體公開了一種用于處理重金屬廢液的磺化生物炭。采用以下步驟制備：步驟1：對植物進行干燥和粉碎，得到原料粉末；步驟2：按比例將原料粉末和濃硫酸加入反應容器內，原料粉末和濃硫酸的用量比例為0.2～0.3g：1.5～2.5ml，濃硫酸的質量分數大于等于98％；再加熱至80～100℃或140～180℃并保持5～15min，得到混合溶液；步驟3：對混合溶液進行過濾得到顆粒物，對顆粒物進行干燥得到磺化生物炭。本發明中的用于處理重金屬廢液的磺化生物炭的成本更低，以降低工業廢水的處理成本。

技術領域

本發明涉及重金屬廢液處理領域，具體涉及一種用于處理重金屬廢液的磺化生物炭。

背景技術

工業廢水中通常存在重金屬離子，若直接將工業廢水排放至環境中會導致大量的重金屬離子進入土壤和地下水中，從而對土壤和地下水造成污染，故需要對工業廢水進行處理，去除其中的重金屬離子后才能排放。

目前的工業廢水中的重金屬離子的去除方法主要包括化學沉淀法、電化學法、溶劑萃取法、離子交換法、納濾法和吸附法，其中吸附法的操作簡單、成本較低，可廣泛應用于工業廢水的重金屬離子的去除。

目前的吸附法采用生物炭對重金屬離子進行吸附，生物炭常用的制備方法是采用木材、稻草等植物作為原料，在高溫、缺氧的環境下對原料進行缺氧熱解，但上述制備方法需要的溫度較高，耗能較大，導致生物炭的制備成本較高；另外，制備時還需要向反應設備內通入惰性氣體才能將原料與氧氣分隔，惰性氣體的使用也會進一步提高生物炭的制備成本，即采用缺氧熱解方式制備的生物炭的成本較高，導致工業廢水的處理成本較高，為了降低工業廢水處理成本，需要一種成本更低的生物炭。

發明內容

本發明意在提供一種成本更低的用于處理重金屬廢液的磺化生物炭，以降低工業廢水的處理成本。

為達到上述目的，本發明采用如下技術方案：一種用于處理重金屬廢液的磺化生物炭，采用以下步驟制備：

步驟1：對植物進行干燥和粉碎，得到原料粉末；

步驟2：按比例將原料粉末和濃硫酸加入反應容器內，原料粉末和濃硫酸的用量比例為0.2～0.3g：1.5～2.5ml，濃硫酸的質量分數大于等于98％；再加熱至80～100℃或140～180℃并保持5～15min，得到混合溶液；

步驟3：對混合溶液進行過濾得到顆粒物，對顆粒物進行干燥得到磺化生物炭。

本方案的有益效果為：

1.本方案中采用濃硫酸與植物形成的原料粉末反應制得磺化生物炭，在制備過程中，需要加熱達到的溫度遠低于進行缺氧熱解時需要的溫度，而且在制備時也不需要使用惰性氣體將原料與氧氣分隔，有效降低了制備成本，在使用本方案中的磺化生物炭處理重金屬廢液中的重金屬時，降低處理成本。

2.本方案中的磺化生物炭與重金屬廢液接觸后，除能夠通過磺化生物炭中的孔隙對重金屬進行吸附外，由于磺化生物炭在與濃硫酸接觸時被磺化，當磺化生物炭與重金屬離子接觸時會與重金屬離子結合形成沉淀，即本方案中的磺化生物炭在進行物理吸附的同時還進行化學沉淀，有效提高對重金屬的處理效果。

進一步，步驟1對植物粉碎后先過篩，穿過篩網的粉末為原料粉末。

本方案的有益效果為：在篩分時能夠促使原料粉末分散，還能夠去除未被粉碎的大塊植物碎片，避免未被粉碎的大塊植物碎片無法與濃硫酸充分反應而難以形成磺化生物炭。

進一步，步驟3對混合溶液進行過濾前先將混合溶液冷卻至室溫。

本方案的有益效果為：本方案可避免混合溶液的溫度過高而燙傷操作者。

進一步，步驟3先對顆粒物進行水洗后再進行干燥。