一种锰活化赤泥催化氧化吸附材料及其制备方法与应用技术

本发明专利技术公开了一种锰活化赤泥催化氧化吸附材料及其制备方法与应用，属于固废资源回收及污水处理技术领域，该方法包括以下步骤：(1)将MnO

【技术实现步骤摘要】
一种锰活化赤泥催化氧化吸附材料及其制备方法与应用


[0001]本专利技术属于固废资源回收及污水处理
，尤其涉及一种锰活化赤泥催化氧化吸附材料及其制备方法与应用。

技术介绍

[0002]中国是氧化铝生产大国，也是第一大进口国，每年氧化铝的产量超过100万吨，每生产1吨氧化铝会伴随0.7
‑
2t。赤泥又称为“红泥”，是氧化铝冶炼工业生产过程中产生的废弃物，其PH值约为12，主要元素为Fe、Si、Ga、Al、Na、K等，另外还含有少量的稀土元素及微量氟化物，拜耳赤泥中通常含有6.8
‑
71.9％的氧化铁、2.12％
‑
33.1％的氧化铝和0.1
‑
12.4％的氧化钠。我国因生产氧化铝所排放的赤泥高达1亿t/a，全球的赤泥年产量预计已经超过1.5亿t。赤泥的堆存不仅造成大量的土地被占用，存在于赤泥中的强碱还会向地下渗透，造成土壤碱化及地下水污染等。由于赤泥具有强碱性，成分和性质复杂，其中含有大量氧化铁呈红色，且比表面积大、分散性好等多孔材料特性，具有良好的吸附性能，其中铁铝氧化物的表面活性位点可与重金属结合，可减少重金属的有效性，因而在冶金、材料、环境保护领域均有应用研究。
[0003]锑是一种具有潜在毒性和致癌性的有色金属元素，在自然界中广泛存在。随着工业技术的发展，锑及其化合物在工业生产和生活中的应用空前发展。由于工业生产中锑的应用日益广泛，锑元素和含锑污染物进入环境，对生态环境和人类健康带来风险日益严重，其也成为19世纪后兴起的全球性新型污染物之一，被欧盟和美国列为优先控制污染物。中国的锑含量占到世界总锑矿储量的一半以上，产量和出口量均列为世界首位，在我国广西、湖南、云南和贵州等地矿区，锑的大量开采和冶炼导致大量的锑进入土壤和水体中，对土壤和水体造成了严重污染。锑在水体中以+3价和+5价为主，Sb(III)毒性是Sb(
Ⅴ
)毒性的10倍，但迁移性不及Sb(
Ⅴ
)。目前用于去除水体中锑离子的常用吸附剂较少，包括零价铁、镁铁矿、磁铁矿、赤铁矿二氧化钛和层状双相氢氧化物等都具有制备锑吸附材料的潜能。相比于其它吸附材料，层状双相氢氧化物尤其是层状铁基双相氢氧化物具有类似于水滑石的层状结构而被广泛用于工业废水重金属离子的处理，但是对五价锑阳离子废液，层状铁基双相氢氧化物存在吸附容量较低、环境敏感性高、材料稳定性差、固液分离难、回收率低等问题。
[0004]因此，如何充分利用赤泥，并对水体中的锑进行处理是本领域技术人员亟需解决的技术问题。

技术实现思路

[0005]为解决上述技术问题，本专利技术提出了一种锰活化赤泥催化氧化吸附材料及其制备方法与应用，具有良好的环境、经济、社会效益和广泛地应用前景。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供了以下技术方案：
[0007]一种锰活化赤泥催化氧化吸附材料的制备方法，包括以下步骤：
[0008](1)将MnO
x
和脱碱赤泥与水混合制得矿浆，然后在水浴条件下搅拌，再经过滤后，收集滤渣和滤液；
[0009](2)将所述滤渣重复进行水浸并过滤，直至水浸后的滤液pH值和重金属含量合格，然后将水浸后的滤渣烘干至恒重，再经研磨、造粒，得到所述锰活化赤泥催化氧化吸附材料。
[0010]有益效果：本专利技术利用锰激发脱碱赤泥中的Cu(II)、Mn(II)、Pb(II)、Fe(II)和Fe(III)等金属离子，进而提高界面离子强度，形成MnO
x
/赤泥催化体系及赤泥中的TiO2催化氧化作用产生羟基自由基，进而将其置于污水中能够促进Sb(III)氧化，同时，锰激发脱碱赤泥具有高比表面积和孔隙比，具有较强的吸附能力，催化氧化Sb(III)并吸附脱除Sb(
Ⅴ
)及其化合物，去除水体中的Sb。
[0011]优选的，步骤(1)中所述MnO
x
的制备方法包括以下步骤：
[0012]将MnCO3以5
‑
10℃/min的升温速率在升温至300
‑
600℃焙烧3
‑
5h，得到所述MnO
x
。
[0013]有益效果：利用上述方法制备得到的MnO
x
能够激发脱碱赤泥中的Cu(II)、Mn(II)、Pb(II)、Fe(II)和Fe(III)等金属离子，进而提高界面离子强度。
[0014]优选的，步骤(1)中所述脱碱赤泥的制备方法包括以下步骤：
[0015]将赤泥经水洗三次，得到所述脱碱赤泥；
[0016]或，
[0017]将赤泥与脱碱剂混合后进行脱碱处理后，粉碎过筛，得到所述脱碱赤泥。
[0018]有益效果：本专利技术通过将赤泥中的碱脱除，能够避免其中的OH
‑
降低锰激发脱碱赤泥对于水中锑元素的吸附能力。
[0019]优选的，所述赤泥与所述脱碱剂的质量比为(80
‑
100)∶1；
[0020]所述脱碱剂为质量浓度15
‑
20％的氯化镁和/或氯化钙溶液。
[0021]优选的，步骤(1)中所述矿浆中MnO
x
和脱碱赤泥的总质量浓度为10
‑
30％，且其中所述MnO
x
和脱碱赤泥的质量比为(0.5
‑
1.0)∶1；
[0022]优选的，步骤(1)中所述水浴温度为60
‑
90℃，搅拌时间为30
‑
90min。
[0023]优选的，步骤(2)中所述水浸温度为常温，时间为8
‑
12h；
[0024]所述烘干温度为102
‑
150℃。
[0025]优选的，步骤(2)中所述研磨为干式粉研，且研磨至粒度D100≥100目，单体解离度≥99％；
[0026]所述造粒所得球体直径为6mm
‑
20mm。
[0027]一种锰活化赤泥催化氧化吸附材料的制备方法制备得到的锰活化赤泥催化氧化吸附材料。
[0028]一种锰活化赤泥催化氧化吸附材料在净化含锑废水中的应用。
[0029]优选的，所述应用为用于净化过滤装置中。
[0030]与现有技术相比，本专利技术公开了一种锰活化赤泥催化氧化吸附材料及其制备方法与应用，本专利技术是将赤泥进行净化预处理，利用其物理化学特性，经锰活化后充分与污染因子接触反应，氧化吸附去除水体中锑的应用。净化后富集有价物质可利用造粒技术形成球体，放置在净化过滤装置中，可实现大规模工业应用。
具体实施方式
[0031]下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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。
[0032]为使本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种锰活化赤泥催化氧化吸附材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将MnO
x
和脱碱赤泥与水混合制得矿浆，然后在水浴条件下搅拌，再经过滤后，收集滤渣和滤液；(2)将所述滤渣重复进行水浸并过滤，直至水浸后的滤液pH值和重金属含量合格，然后将水浸后的滤渣烘干至恒重，再经研磨、造粒，得到所述锰活化赤泥催化氧化吸附材料。2.根据权利要求1所述的一种锰活化赤泥催化氧化吸附材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述MnO
x
的制备方法包括以下步骤：将MnCO3以5
‑
10℃/min的升温速率在升温至300
‑
600℃焙烧3
‑
5h，得到所述MnO
x
。3.根据权利要求1所述的一种锰活化赤泥催化氧化吸附材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述脱碱赤泥的制备方法包括以下步骤：将赤泥经水洗三次，得到所述脱碱赤泥；或，将赤泥与脱碱剂混合后进行脱碱处理后，粉碎过筛，得到所述脱碱赤泥。4.根据权利要求3所述的一种锰活化赤泥催化氧化吸附材料的制备方法，其特征在于，所述赤泥与所述脱碱剂的质量比为(80
‑
100)∶1；所述脱碱剂为质量浓度15
‑
20％的氯化镁和/或氯化钙溶液。5...

【专利技术属性】
技术研发人员：周学进，何力为，胡学伟，周曼，郑才庆，
申请(专利权)人：昆明理工大学，
类型：发明
国别省市：