重金属清除剂及其制备方法和用途技术

本发明专利技术涉及环境污染治理技术领域，尤其是涉及一种重金属清除剂及其制备方法和用途，所述重金属清除剂包括如下质量份数的组分：螯合剂4‑9份、钝化剂2‑5份、离子交换剂1‑3份、高分子吸水材料0.5‑2.5份、磁粉0.5‑5.5份和粘合剂65.5‑85.5份。该重金属清除剂具有良好的韧性、强度和吸水性，优异的可回收循环利用性和高效性，能够有效地清除土壤中、水体中和/或淤泥中的重金属离子，并可在一段时间到达饱和后回收，能够有效地降低处理对象中的重金属含量，并且该重金属清除剂还含钙、镁、氮、磷等对作物生长有促进作用的营养元素，不影响农用土地的正常耕种。

【技术实现步骤摘要】
重金属清除剂及其制备方法和用途
本专利技术涉及环境污染治理
，尤其是涉及一种重金属清除剂及其制备方法和用途。
技术介绍
近年来，我国多次出现“镉米”事件，引起了人们高度关注因土壤重金属污染引发的粮食安全问题。因此，被镉(Cd)、砷(As)、铅(Pb)、汞(Hg)等重金属污染的农业土壤的修复和治理迫在眉睫。据土地普查数据表明，我国1/5的耕地受到了重金属污染，其中镉(Cd)污染的耕地涉及11个省25个地区，只有强力高效地进行土壤污染治理与修复，才能保护耕地、保障粮食安全。传统的重金属污染土壤治理主要采用淋滤法、玻璃化、土壤固化、客土法、洗土法、电化学法等物理或化学方法。这些方法存在着以下缺点：(1)成本高，一公顷的重金属污染土地往往高达数千万美元，而且难以大规模使用：(2)破坏土壤生态环境，导致土壤结构丧失、土壤生物活性下降和土壤肥力退化，往往需要进行二次处理：(3)二次污染，运用物理、化学、电化学方法对重金属污染土壤修复的过程往往又会造成对土壤的再次污染。针对以上问题，赵烨教授等采用纳米碳纤维、活性炭、阳离子表面活性剂、丙烯酰胺、丙烯酸钾、污泥颗粒物和硫化钾等组成重金属离子吸附剂，将该重金属吸附剂放置在一多孔隙硬质壳体内形成多孔隙硬质塑囊，将该囊埋设于土壤中萃取重金属离子，能够有效吸收-钝化-固化-萃取土壤耕作层中活性的Cd2+、Cr3+、Cu2+、Hg2+、Pb2+和Zn2+等离子、又能保持土壤微域水分、并释放一定K+离子，并可实现该萃取重金属离子装置内部吸收剂的更新、净化及循环处理。但该方法存在一个塑料外壳，不能使土壤与吸附剂紧密接触，吸收效率不稳定。综上所述，单独投放重金属捕集剂，捕集剂容易分散后不可回收，特别是在土壤污染治理的情况下；专利技术的重金属离子萃取装置有塑料外壳封装，使萃取剂与土壤之间产生了隔离层，不利于土壤与吸附剂良好地接触而达到充分吸收的目的。鉴于此，特提出本专利技术。
技术实现思路
本专利技术的一个目的在于提供一种重金属清除剂，以缓解现有技术中存在的重金属捕集剂容易分散不可回收或重金属离子萃取装置由塑料外壳封装，使萃取剂与土壤之间产生了隔离层，不利于良好地接触而达到充分吸收的技术问题。该重金属清除剂具有可回收性和高效性，能够有效地清除土壤中、水体中和/或淤泥中的重金属离子，并可在一段时间到达饱和后回收，能够有效地降低处理对象中的重金属含量，而且该重金属清除剂还含钙、镁、氮、磷等对作物生长有促进作用的营养元素，不影响农用土地的正常耕种。本专利技术的另一个目的在于提供一种重金属离子清除剂的制备方法，将螯合剂、钝化剂、离子交换剂、高分子吸水材料、磁粉、粘合剂和任选的填料的混合物搅拌均匀，加入水搅拌至固态糊状，活化，得到重金属清除剂，该制备方法操作简单，成本低，在较短的时间内就可获得高效的、可回收循环利用的重金属清除剂。本专利技术的另一个目的在于提供一种如上所述的重金属清除剂在清除土壤中、水中和/或淤泥中重金属中的应用，可高效的清除土壤中、水中和/或淤泥中的重金属。为了实现本专利技术的上述目的，特采用以下技术方案：一种重金属清除剂，所述重金属清除剂包括如下质量份数的组分：螯合剂4-9份、钝化剂2-5份、离子交换剂1-3份、高分子吸水材料0.5-2.5份、磁粉0.5-5.5份和粘合剂65.5-85.5份。优选地，所述重金属清除剂包括如下质量份数的组分：螯合剂6-7份、钝化剂3-4份、离子交换剂1.5-2份、高分子吸水材料1-1.5份、磁粉3-4份和粘合剂73.5-78.5份。优选地，所述螯合剂包括聚磷酸铵、乙二胺四乙酸、三乙烯四胺六乙酸和螯合剂DP-15中的至少一种；优选地，所述螯合剂包括如下质量份数的组分：聚磷酸铵88-92份、乙二胺四乙酸2-4份、三乙烯四胺六乙酸1-3份和螯合剂DP-151-9份。优选地，所述钝化剂包括磷酸二氢铵、L-半胱氨酸、硫化钾和β-环糊精中的至少一种；优选地，所述钝化剂包括如下质量份数的组分：磷酸二氢铵36-40份、L-半胱氨酸5-9份、硫化钾35-40份和β-环糊精15-20份。优选地，所述离子交换剂包括聚乙烯醇磷酸酯、羧甲基纤维素钠和壳聚糖材料中的至少一种。优选地，所述重金属清除剂还包括填料0-15质量份；优选地，所述填料包括硅藻土、凹凸棒土和红壤中的至少一种。优选地，所述高分子吸水材料包括吸水树脂SAP-a、吸水树脂SAP-b和吸水纤维SAF-b中的至少一种；优选地，所述磁粉包括氧化铁磁粉、二氧化铬磁粉和钴-氧化铁磁粉中的至少一种；优选地，所述重金属清除剂为固态的球形或椭球形。如上所述的重金属清除剂的制备方法，包括如下步骤：将螯合剂、钝化剂、离子交换剂、高分子吸水材料、磁粉、粘合剂和任选的填料的混合物搅拌均匀，加入水搅拌至固态糊状，活化，得到重金属清除剂。优选地，所述重金属清除剂直径为0.5-4cm；优选地，所述活化温度为90-220℃，活化时间为5-30min；优选地，所述活化温度为150-180℃，活化时间为15-20min。如上所述的重金属清除剂在清除土壤中、水中和/或淤泥中重金属中的应用。与已有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：(1)本专利技术中的重金属清除剂是由螯合剂、钝化剂、离子交换剂、高分子吸水材料、磁粉、粘合剂和任选的填料制成，该重金属清除剂具有良好的韧性、强度和吸水性，优异的可回收循环利用性和高效性，能够有效地清除土壤中、水体中和/或淤泥中的重金属离子，并可在一段时间达到饱和后回收，能够有效地降低处理对象中的重金属含量，并且该重金属清除剂还含钙、镁、氮、磷等对作物生长有促进作用的营养元素，不影响农用土地的正常耕种。(2)本专利技术中的重金属清除剂的制备方法操作简单，成本较低，将螯合剂、钝化剂、离子交换剂、高分子吸水材料、磁粉、粘合剂和任选的填料的混合物搅拌均匀，加入水搅拌至固态糊状，活化，在较短的时间内就可获得高效的、可回收循环利用的重金属清除剂。附图说明为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术提供的重金属清除剂的结构示意图；图2为本专利技术提供的重金属清除剂的实物图；图3为本专利技术提供的重金属清除剂的制备与检测的流程图。具体实施方式下面将结合附图对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。根据本专利技术的一个方面，一种重金属清除剂，所述重金属清除剂包括如下质量份数的组分：螯合剂4-9份、钝化剂2-5份、离子交换剂1-3份、高分子吸水材料0.5-2.5份、磁粉0.5-5.5份和粘合剂65.5-85.5份。本专利技术通过采用4-9份螯合剂、2-5份钝化剂、1-3份离子交换剂、0.5-2.5份高分子吸水材料、0.5-5.5份磁粉和65.5-85.5份粘合剂，获得一种强度高、有弹性、多微孔、不风化、高效的、可回收循环利用的重金属清除剂，其利用高分子吸水材料使清除剂内部产生本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种重金属清除剂，其特征在于，所述重金属清除剂包括如下质量份数的组分：螯合剂4‑9份、钝化剂2‑5份、离子交换剂1‑3份、高分子吸水材料0.5‑2.5份、磁粉0.5‑5.5份和粘合剂65.5‑85.5份。

【技术特征摘要】
1.一种重金属清除剂，其特征在于，所述重金属清除剂包括如下质量份数的组分：螯合剂4-9份、钝化剂2-5份、离子交换剂1-3份、高分子吸水材料0.5-2.5份、磁粉0.5-5.5份和粘合剂65.5-85.5份。2.根据权利要求1所述的重金属清除剂，其特征在于，所述重金属清除剂包括如下质量份数的组分：螯合剂6-7份、钝化剂3-4份、离子交换剂1.5-2份、高分子吸水材料1-1.5份、磁粉3-4份和粘合剂73.5-78.5份。3.根据权利要求1所述的重金属清除剂，其特征在于，所述螯合剂包括聚磷酸铵、乙二胺四乙酸、三乙烯四胺六乙酸和螯合剂DP-15中的至少一种；优选地，所述螯合剂包括如下质量份数的组分：聚磷酸铵88-92份、乙二胺四乙酸2-4份、三乙烯四胺六乙酸1-3份和螯合剂DP-151-9份。4.根据权利要求1所述的重金属清除剂，其特征在于，所述钝化剂包括磷酸二氢铵、L-半胱氨酸、硫化钾和β-环糊精中的至少一种；优选地，所述钝化剂包括如下质量份数的组分：磷酸二氢铵36-40份、L-半胱氨酸5-9份、硫化钾35-40份和β-环糊精15-20份。5.根据权利要求1所述的重金属清除剂，其特征在于，所述离子交...

【专利技术属性】
技术研发人员：李强林，肖秀婵，高进长，邱诚，刘舒月，胡秀芝，林妍竹，
申请(专利权)人：成都工业学院，
类型：发明
国别省市：四川,51