本发明专利技术公开了一种利用碱渣制备重金属吸附剂的方法。本方法包括如下步骤：(1)碱渣的预处理；(2)粉末状吸附剂的合成；(3)成型吸附剂的制备；(4)高浓度重金属废水的应用。本发明专利技术采用氨碱厂的固体废弃物碱渣作为原料，制备出一种高吸附效率、环境友好的重金属吸附剂，这不仅给碱渣找到了一条高附加值的资源化道路，缓解了氨碱厂的固废处置压力，而且实现了“变废为宝”、“以废治废”的环保理念。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了。本方法包括如下步骤：(1)碱渣的预处理；(2)粉末状吸附剂的合成；(3)成型吸附剂的制备；(4)高浓度重金属废水的应用。本专利技术采用氨碱厂的固体废弃物碱渣作为原料，制备出一种高吸附效率、环境友好的重金属吸附剂，这不仅给碱渣找到了一条高附加值的资源化道路，缓解了氨碱厂的固废处置压力，而且实现了“变废为宝”、“以废治废”的环保理念。【专利说明】—种利用碱渣制备重金属吸附剂的方法
本专利技术涉及一种重金属吸附剂的制备方法，特别是。
技术介绍
纯碱是重要的基础化工原料，广泛应用于冶金、化工、纺织、造纸、医药和食品等工业，制碱业在国民经济中占有重要的地位。但氨碱法制碱过程中，每生产I吨纯碱要产生300-350公斤的废渣，我国几大碱厂每年采用氨碱法生产纯碱约300多万吨，排出60多万吨的废渣，大量的废渣长期得不到合理的处理和利用，不仅造成资源浪费，而且侵占了大面积土地、污染环境、破坏生态平衡；同时，由于渣山的不稳定，随时会有塌方的危险。因而碱渣的高效处置成为目前国内外急需解决的一项重大课题。随着社会经济和工业的迅猛发展，有毒重金属废水越发成为天然水体污染的主要污染源，重金属污染事件频频发生。2009年浏阳爆发某化工厂引起的恶性镉污染事件；2010年江苏大丰、四川隆昌、湖北崇阳等地的居民与儿童相继被曝出血铅超标；2011年，浙江德清、台州及广东紫金县又见居民血铅超标的报道。由此可见，重金属的危害已十分凸显，治理迫在眉睫。针对重金属污染水体的治理，前人已开发出许多吸附材料。文献I (曹煊，孙继昌，金春姬，等.碱渣对重金属的竞争吸附实验研究.山东科学，2009，22(6):17-20.)利用原碱渣直接作为吸附剂直接吸附铜、锌、镉三种重金属离子，在PH介于7?9之间时获得了较高的重金属去除效率。专利I (申请号:201310033193.6)报道了一种无机一有机复合重金属吸附剂的制备方法。将3-氨丙基三乙氧基硅烷40?50°C水解2?8小时取上清液得到的低聚3-氨丙基三乙氧基硅烷加入到Hummers法制备后经冷冻干燥得到的氧化石墨分散液中，室温搅拌后得絮状沉淀，离心冷冻干燥得到吸附剂，此吸附剂具有较高的重金属吸附容量。专利2 (申请号:201310285561.6)报道了一种利用磷石膏制备重金属吸附剂的方法。其中磷石膏经水洗、浮选、高温煅烧等预处理后，投加至盐酸溶液中，同时加入乙二胺四乙酸，搅拌反应完全后，通过在上清液中加入(NH4)2HPO4、十二烷基三甲基溴化铵等过程制得吸附剂，此吸附剂在高浓度含铅废水的处理中获得了较高的去除率。上述报道出的重金属吸附均具有相当的重金属吸附去除能力。但从经济性、工业化应用前景、二次污染风险等方面来看，上述或与上述类似的报道中还存在一些缺陷:(I)碱渣作为重金属吸附剂虽有报道，但是较高的重金属去除效率一般在较高的PH处获得，此时重金属离子多数以其不溶性的氢氧化物形式而被去除，真正属于碱渣本身吸附的量占少数。(2)纯化工类材料制备的吸附剂虽然去除效率高，但每次制备的量相对较少，且制备成本较高，不易实现大规模的工业化应用。(3)利用有机络合剂改性固体废弃物制备重金属吸附剂时，固体废弃物本身不应具有二次污染的风险。诸如许多磷石膏中会含有砷、铜、锌、铁、锰、铅、镉、汞、放射性元素及氟化物等环境污染物，后续大量使用是否会产生二次污染有待考究。
技术实现思路
本专利技术的目的在于以氨碱厂废渣一碱渣为原料制备一种高效、廉价、易实现工业化应用的重金属吸附剂的方法，具体为一种利用碱渣为原料制备重金属吸附剂的方法。实现本专利技术目的的技术解决方案为:，包括以下步骤:(I)碱渣的预处理:碱渣破碎后经水洗、烘干、研磨、筛分后备用；(2)粉末状吸附剂的合成:取5.0g预处理后的碱渣加入到10%的磷酸溶液中，力口入一定量的有机络合剂，充分搅拌。搅拌完成后过滤取滤液，用碱液调节其PH后移入反应装置中反应，反应结束后离心得到固体，经水洗干燥后即得到粉末状吸附剂；(3)成型重金属吸附剂的制备:选取适当的粘结剂和造孔剂与步骤(2)中合成的粉末状吸附剂按比例混合后，造粒、煅烧后得到成型重金属吸附剂。其中，步骤(2)中所述磷酸溶液为工业废磷酸或含磷酸浓度较高的废水步骤(2)中所述有机络合剂主要为水溶性的氨基有机物化合物；有机络合剂:碱渣=1:1?2:1 ;搅拌温度为40?70°C。步骤(2)中所述碱液为NaOH、KOH或氨水；pH调节至8?10。步骤(2)中所述反应装置为高温高压反应器；反应温度为100?200°C;反应时间为8?24小时。步骤(3)中粘结剂为粘土、水泥、水玻璃、凹凸棒土、膨润土、生石灰、硅溶胶中的一种或几种的混合物；造孔剂为淀粉、木质素、活性炭、活性污泥、碳酸氢铵、碳酸氢钠中的一种或几种的混合物。步骤(3)中粉末状吸附剂:粘结剂:造孔剂=(60wt%?70wt% ): (20wt %?39wt% ): (lwt%?IOwt % )。步骤(3)中煅烧温度为400?600°C，煅烧时间为2?4小时。上述制备的吸附剂用来处理高浓度重金属废水。本专利技术与现有技术相比，其显著优点:(I)以氨碱厂废渣为主要原料，实现了碱渣的减量化、资源化。(2)制备所得吸附剂与原碱渣相比，具有更广的pH值应用范围，在酸性条件性下同样具有较高的重金属吸附容量。(3)以碱渣作为主要原料，降低了吸附剂的制备及后续的应用成本，而且碱渣来源广泛，保障了大量吸附剂制备的前提条件。(4)碱渣主要成分为碳酸钙、硫酸钙、氢氧化镁及少量的铁铝氧化物，制得的吸附剂不具有二次污染的风险。(5)制备过程中通过加入适当的环境友好类水溶性有机络合剂，明显提高了吸附剂对重金属的吸附容量。(6)吸附剂粉末制备过程中，打破传统，利用工业废磷酸或含磷酸浓度较高的废水代替商品化磷酸为磷源，不仅达到预期改性的目的，也在一定程度上对含磷废水进行了预处理，符合以废治废的理念。(7)成型吸附剂制备过程中，通过添加生活污水处理厂的活性污泥为造孔剂，不仅能达到与其它诸如淀粉、碳酸氢钠、活性炭等同样的效果，还能有效利用剩余活性污泥，在一定程度上缓解了污水处理厂污泥处置的压力。【具体实施方式】，包括以下步骤:(I)碱渣的预处理:碱渣破碎后经水洗、烘干、研磨、筛分后备用；(2)粉末状吸附剂的合成:取5.0g预处理后的碱渣加入到10%的磷酸溶液中，力口入一定量的有机络合剂，充分搅拌。搅拌完成后过滤取滤液，用碱液调节其PH后移入反应装置中反应，反应结束后离心得到固体，经水洗干燥后即得到粉末状吸附剂；(3)成型重金属吸附剂的制备:选取适当的粘结剂和造孔剂与步骤⑵中合成的粉末状吸附剂按比例混合后，造粒、煅烧后得到成型重金属吸附剂。下面结合实施例对本专利技术作进一步说明。但本专利技术并不限于以下实施例。实施例1I)碱渣的预处理:碱渣破碎后经水洗，100°C烘干，研磨至过100目筛后备用；2)粉末状吸附剂的合成:取5.0g预处理后的碱渣加入到200mLlmol/L的商品化磷酸溶液中，加入15.0g乙二胺四乙酸钠(EDTA)，40°C下充分搅拌。搅拌完成后过滤取滤液，用碱液调节其pH至9.0后移入聚四氟乙烯内寸的反应釜中，控制反应温度为150°C,反应时间为14小时，反应结束后离心本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种利用碱渣制备重金属吸附剂的方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)碱渣的预处理：碱渣破碎后经水洗、烘干、研磨、筛分后备用；(2)粉末状吸附剂的合成：将预处理后的碱渣加入到磷酸溶液中，加入有机络合剂，充分搅拌，搅拌完成后过滤用碱液调节过滤液的pH后移入高压反应釜中反应，反应结束后离心得到固体，经水洗干燥后即得到粉末状吸附剂；(3)成型重金属吸附剂的制备：将粘结剂和造孔剂与步骤(2)中合成的粉末状吸附剂按比例混合后，造粒、煅烧后得到成型重金属吸附剂。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：孙秀云，王连军，严玉波，周松照，董晓丽，王燕鹏，沈锦优，李健生，
申请(专利权)人：南京理工大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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