一种基于给水厂废弃铁铝泥的水体六价钼酸盐吸附剂的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种基于给水厂废弃铁铝泥的水体六价钼酸盐吸附剂的制备方法，属于水体污染物吸附材料领域。该方法具体包括以下步骤：(1)将铁铝泥放入清水中冲刷，之后进行自然干化、研磨，筛选；(2)将其置于石英坩埚，并放入马弗炉中热解，之后于干燥箱内冷却混匀备用；(3)将步骤(2)中的铁铝泥按固液比1：1加入到1.0g L

Preparation method of six valence molybdate adsorbent based on waste iron and aluminum mud in water treatment plant

The invention discloses a preparation method of six valence molybdate adsorbent based on waste iron and aluminum mud in water treatment plant, which belongs to the field of water pollutant adsorption material. The method specifically includes the following steps: (1) the iron and aluminum mud is washed in clean water, then natural drying, grinding and screening are carried out. (2) it is placed in a quartz crucible and placed in a muffle furnace and then cooled in a drying box. (3) the iron and aluminum mud in step (2) is added to 1.0g L in accordance with the solid liquid ratio.

【技术实现步骤摘要】
一种基于给水厂废弃铁铝泥的水体六价钼酸盐吸附剂的制备方法
本专利技术属于水体污染物吸附材料领域，具体涉及到一种钼酸盐污水处理吸附材料的制备，特别涉及到一种利用固体废弃物的吸附材料及其除钼效果考察。
技术介绍
重金属硫化矿物是获得重金属的主要来源，其尾矿和废石风化释放的重金属成为矿区环境污染的主要根源。在降雨淋滤和冲刷作用下，重金属从尾矿向土壤、地下水、河道和水库等环境单元输移，常常对所在流域造成严重的环境影响。重金属钼是动植物生存所必需的微量元素之一，同时也是国民经济发展中重要的战略资源。重金属钼的化学形态具有易变性，在自然界中通常以两种氧化物形态存在，一种是四价态钼，一种是六价态钼。在酸性环境中，钼酸盐易被浓缩固定，而在碱性和氧化环境下，钼酸盐会重新释放到环境中。由于钼矿开采技术相对落后，碱性钼尾矿管理力度不够，导致部分地区水体钼污染相对严重。由于正六价的钼酸根离子(Mo(VI))在环境中相对稳定，并且在大多数体系里容易被生物所摄取，因此当水溶液中Mo(VI)浓度超过5ppm即对环境带来危害，其毒性级别介于Zn(II)和Cr(III)的化合物，长期的口腔暴露能导致胃肠失调、生长迟缓、贫血，以及关节畸形等疾病。我国对地下水和生活饮用水中的钼浓度也分别做了严格要求，IV类地下水钼浓度≤0.5mg/L，饮用水钼浓度<0.07mg/L。而如何高效、低成本的去除水中的钼酸盐，解决钼尾矿排水导致的周边地区地表水重金属钼污染，已成为当前水环境污染防治重点研究方向之一。当前对钼酸盐污水的去除方法主要有化学沉淀、离子交换、膜过滤，及吸附四种类型。化学沉淀法易产生二次污染，离子交换和膜过滤通常需要很高的运行维护成本，且后期操作难度较大。因此，采用吸附法去除污水中的钼酸盐具有十分广阔的应用前景。通常用作吸附剂的无机、有机材料往往难以达到环境友好的要求。如无机吸附材料中的陶粒载体，在制备过程中会需要大量粘土，不仅与当前紧张的生产用地发生冲突，同时烧结制备过程也会消耗大量能源；而有机吸附材料通常来自于石油衍生品，是不可再生资源。在吸附材料研究技术中，已存在利用固体废物制备吸附材料的一些技术。如，中国专利申请号201610977850.6，授权公告日2016年11月08日。该专利公开了一份名称为“一种基于固体废弃物煤渣的水体钼酸盐吸附剂的制备方法”的专利文件；中国专利申请号201610977861.4，授权公告日2016年11月08日。该专利公开了一份名称为“一种基于固体废弃物钢渣的水体钼酸盐吸附剂的制备方法”的专利文件；该两种吸附材料虽然来源广泛，吸附效率高，但改性过程复杂，运行成本较高；中国专利申请号201510764403.8，申请公布日2016年1月20日。该专利公开了一份名称为“一种地下水复合重金属污染修复材料”的专利文件，该修复材料制备方法是将椰子壳活性炭、沸石、钢渣、膨润土以及锐态型纳米二氧化钛混合焙烧得到，虽然制备过程简单，但原料成本较高。另，中国专利申请号201610199517.7，申请公布日2016年8月17日。该专利公开了一份名称为“一种利用铁铝泥高效吸附水体中钴的方法”的专利文件，该专利吸附材料主要将铁铝泥经简单处理后制备而成。该处理方法主要针对重金属钴污染水体，对呈阴离子态钼酸盐的吸附能力未知。在钼酸盐吸附研究技术中，也存在相关方面的专利。如，中国专利申请号201310291466.7，申请公布日2015年01月14日，公开的一份名称为“一种除去水中六价钼的方法”的专利文件；中国专利申请号：201210212913.0，申请公布日2012年10月03日，公开了一份名称为“一种钼酸铵生成过程中产生的含钼酸性废水的处理方法”的专利申请文件，以及中国专利申请号：201610815698.1，授权公告日2016年09月09日，公开的名称为“一种去除地表水体钼酸盐的生物碳质复合吸附材料的制备方法”。然而上述技术的处理和运行成本较高，操作过程复杂。
技术实现思路
针对现有去除水体钼酸盐的技术中存在的运行成本高，操作困难，易引起二次污染的不足，本专利技术的目的是提供一种基于给水厂废弃铁铝泥的水体六价钼酸盐吸附剂的制备方法，以期实现该吸附材料易得，制备过程简便、运行成本低，吸对钼酸盐的吸附能力强的目的，同时也为废弃物资源化利用提供了有效途径。为实现上述目的，本专利技术采用如下的技术方案。本专利技术基于一种固体废弃物铁铝泥的水体六价钼酸盐吸附剂的制备及除钼效果，具体包括如下步骤：(1)将铁铝泥放入清水中冲刷，之后进行自然干化、研磨，筛选得到粒径0.15mm以下的铁铝泥；(2)将上述铁铝泥放入石英坩埚，并放入马弗炉，于600℃热解4h；之后于干燥箱内冷却混匀备用；(3)将步骤(2)中的铁铝泥按固液比1：1加入到1.0gL-1的富里酸溶液中，振荡4-5h，之后烘干备用，得改性铁铝泥(FARs@CS)。本专利技术同时提供了上述改性铁铝泥在去除水体Mo(VI)中的应用。以钼酸根离子为例，在pH为2.0～4.5时，10mgFARs@CS对10ml浓度为50mgL-1钼酸盐溶液去除率在90％以上；FARs@CS吸附钼含量随pH的增加而减少，且吸附钼的过程符合Langmuir吸附等温模式，吸附动力学方程符合准二级动力学模型。本专利技术所述的铁铝泥本身比表面积较大，铁铝含量较高，经高温热解及富里酸改性后对水体钼酸盐进行吸附的具体原理推测如下：铁铝泥经高温热解去除其中的易燃杂质，从而使富里酸更好的进入铁铝泥内部通道。铁铝泥经富里酸改性后零点电位为4.8，当pH<4.8时，铁铝泥表面带正电荷；而当pH>4.8时，铁铝泥表面带负电荷。而钼酸盐在水体中的存在形态十分复杂，极易受到pH的影响。当pH为2.0-4.8时，钼酸根离子的存在形态主要有Mo7O21(OH)33-、Mo7O22(OH)24-、Mo7O23(OH)5-、Mo7O246-。反应体系在pH<4.8时，铁铝泥中的铁铝羟基络合物对钼酸盐有较强的络合作用(如式1所示)，同时钼酸根阴离子与带有正电荷的铁铝泥在溶液中会发生静电吸引(如式2所示)，促进了铁铝泥对钼酸根离子的综合吸附能力；在pH>4.8时，六价钼主要以MoO42-的形态为主，在4.8<pH<7.0及pH>7.0时，铁铝泥可分别通过富里酸酸性官能团(如-COOH)的络合作用去除水体部分钼酸根离子(如式3，4所示)。S-Fe(Al)+MoxOyz-→S-Fe(Al)-MoxOyz-+OH-(1)S-Fe(Al)-OH2++MoxOyz-→S-Fe(Al)-OH2+-MoxOyz-(2)S-COOH+MoO42-→[S-CO]-MoO42-(3)S-COOH+MoO42-→[S-COO]-MoO42-(4)其中，S为吸附材料表面，MoxOyz-为多形态钼酸根离子。相比于现有技术，本专利技术的有益效果为：(1)本专利技术采用的给水厂废弃铁铝泥经高温热解和酸改性后，在偏酸性条件下对水体钼酸盐吸附量高(Mo浓度为100.0mgL-1时，吸附量可达24.18mgg-1)。钼酸盐浓度为5mgL-1的地表污水经本专利技术吸附材料处理后，水体钼酸盐含量达到地本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于给水厂废弃铁铝泥的水体六价钼酸盐吸附剂的制备方法，其特征在于包括如下步骤：(1)将给水厂废弃的铁铝泥放入清水中冲刷，之后进行自然干化、研磨，筛选得到粒径0.15mm以下的铁铝泥；(2)将上述铁铝泥置于石英坩埚，并放入马弗炉，于600℃热解4h；之后置于干燥箱内冷却混匀备用；(3)将步骤(2)中的铁铝泥按固液比1：1加入到1.0g L

【技术特征摘要】
1.一种基于给水厂废弃铁铝泥的水体六价钼酸盐吸附剂的制备方法，其特征在于包括如下步骤：(1)将给水厂废弃的铁铝泥放入清水中冲刷，之后进行自然干化、研磨，筛选得到粒径0.15mm以下的铁铝泥；(2)将上述铁铝泥置于石英坩埚，并放入马弗炉，于600℃热解4h；之后置于干燥箱内冷却混匀备用；(3)将步骤(2)中的铁铝泥按固液比1：1加入到1.0gL-1的富里...

【专利技术属性】
技术研发人员：练建军，陈波，盛广宏，刘宝河，汪宁欣，叶天然，
申请(专利权)人：安徽工业大学，
类型：发明
国别省市：安徽,34