一种豆浆吸附-絮凝剂及其制备方法和金属离子废水处理剂技术

本发明专利技术提供一种豆浆吸附

【技术实现步骤摘要】
一种豆浆吸附
‑
絮凝剂及其制备方法和金属离子废水处理剂


[0001]本专利技术属于吸附
‑
絮凝剂材料
，具体涉及一种豆浆吸附
‑
絮凝剂及其制备方法和金属离子废水处理剂。

技术介绍

[0002]稀土元素因其独特的4f电子结构和特殊的物理和化学结构，在军事技术、石油化工、冶金工业以及玻璃陶瓷等领域均存在广泛应用，并有“工业黄金”、“工业维生素”之称，故其是一种极其重要的战略资源。
[0003]我国拥有世界上最丰富的稀土资源，其中，江西赣南地区更是拥有大量富含重稀土的风化壳淋积型稀土矿，又称离子吸附型稀土矿。离子吸附型稀土矿通常采用湿法进行开采和提纯，但是这一过程不仅会产生含低浓度稀土离子废水，同时稀土矿中伴生的重金属及放射性元素，如Cr、Cd、Pb、Zn、As、Th或U等，其会随冶炼过程中进入水体，同时将会对矿区周边的生态环境及居民的生命健康造成巨大威胁。
[0004]目前，针对废水中重金属和稀土离子的处理技术主要包括：膜法、过滤法、吸附法以及沉淀法等，其中吸附法利用多孔性固体(吸附剂)吸附废水中的重金属和稀土离子(吸附质)，以达到净化废水的目的，因其具有操作简单、成本低和效率高等优势，故其一直是研究的热点。现行技术为达到更高效的去除效果，往往需要在活性炭、硅藻土、功能化氧化硅或碳纳米管等常用吸附剂基础上添加功能化试剂，造成合成成本偏高，制约了吸附法在含重金属和稀土离子废水处理中的大规模应用。
[0005]因此，如何制备一种低成本、可大规模生产的高效去除稀土和重金属离子的吸附剂，是本领域重要的研究方向。

技术实现思路

[0006]针对现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种豆浆吸附
‑
絮凝剂及其制备方法和金属离子废水处理剂。本专利技术提供的豆浆吸附
‑
絮凝剂不仅能够高效去除废水中重金属与稀土离子，同时还兼具制备成本的经济性和大规模生产的可行性。
[0007]为达到此专利技术目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0008]第一方面，本专利技术提供一种制备豆浆吸附
‑
絮凝剂的方法，所述方法包括以下步骤：
[0009](1)将预处理后的大豆和水进行混合，得到前驱体材料；
[0010](2)将步骤(1)得到的前驱体材料转移至粉碎机后，加水至粉碎机对应的水位刻度线，经过粉碎处理后得到所述豆浆吸附
‑
絮凝剂。
[0011]本专利技术是以预处理后的大豆为原料，经过粉碎处理后制备得到了一种豆浆吸附
‑
絮凝剂，由于大豆中含有丰富的蛋白质，上述豆浆吸附
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絮凝剂的本质是一种富含各类蛋白质的水溶液。蛋白质是由α
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氨基酸通过肽键组成的一种有机生物大分子，具有酸碱两性的特征，可形成比较稳定的亲水胶体。蛋白质表面存在的极性基团和水分子作用形成的水合
层和偏离等电位点下形成的同性电荷层是蛋白质颗粒能够在溶液中均匀以及稳定分散的关键环节。当引入无机盐时，由于无机盐具有更强的电离作用和亲水性，蛋白质表面的水合层和同性电荷层会被破坏，使得蛋白质聚集成团并产生絮凝沉淀，从而对废水中的稀土离子和重金属离子进行有效去除。
[0012]本专利技术制备得到的豆浆吸附
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絮凝剂的原料不仅廉价易得，而且制备方法极其简单，无需添加任何额外的化工原料，具有巨大的应用前景。
[0013]优选地，步骤(1)中所述预处理包括洗涤处理。
[0014]优选地，所述洗涤处理为采用去离子水进行洗涤。
[0015]优选地，步骤(1)中所述大豆包括黄豆。
[0016]优选地，步骤(1)中所述大豆的质量为30
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70g，例如可以为30g、35g、40g、45g、50g、55g、60g、65g、70g等。
[0017]在本专利技术中，通过调控大豆的质量，使制备的吸附剂具有最佳的吸附效果，质量过低则会使絮凝
‑
吸附剂中蛋白质含量过低，难以发生有效的絮凝，影响重金属离子的去除效果，反之则会造成不必要的资源浪费。
[0018]优选地，步骤(1)中所述水包括去离子水。
[0019]优选地，步骤(1)中所述水的体积为100
‑
300mL，例如可以为100mL、120mL、150mL、180mL、200mL、220mL、250mL、280mL、300mL等。
[0020]优选地，步骤(1)中所述混合在浸泡下进行。
[0021]优选地，步骤(1)中所述混合的时间为10
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15h，例如可以为10h、11h、12h、13h、14h、15h等。
[0022]优选地，步骤(2)中所述转移前需要将前驱体材料进行沥干处理。
[0023]优选地，步骤(2)中所述水包括去离子水。
[0024]优选地，步骤(2)中所述前驱体材料的质量和粉碎机对应水位刻度线的值的比为(30
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70g):(700
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900mL)，例如可以为30g:700mL、35g:720mL、40g:750mL、45g:780mL、50g:800mL、55g:820mL、60g:850mL、65g:880mL、70g:900mL等。
[0025]在本专利技术中，通过调控前驱体材料的质量和水的体积比，使得吸附
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絮凝剂中具有合适的蛋白质含量，质量体积比过高则会造成不必要的资源浪费，在污染物浓度一定的情况下，蛋白质含量在达一定范围后，去除效果将无明显变化反之则会影响制得的吸附
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絮凝剂对金属离子的去除效果，除此之外，加水的体积若超过粉碎机允许上限，将会影响粉碎的正常进行。
[0026]优选地，步骤(2)中所述粉碎处理的时间为150
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250s，例如可以为150s、180s、200s、220s、250s等；速率为16000
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48000r/min，例如可以为16000r/min、18000r/min、20000r/min、24000r/min、28000r/min、30000r/min、32000r/min、38000r/min、40000r/min、42000r/min、44000r/min、46000r/min、48000r/min等。
[0027]作为本专利技术优选的技术方案，所述方法包括以下步骤：
[0028](1)将采用去离子水进行洗涤后的30
‑
70g黄豆和100
‑
300mL去离子水进行浸泡10
‑
15h，得到前驱体材料；
[0029](2)将步骤(1)得到的前驱体材料进行沥干处理，而后将前驱体材料转移至粉碎机后，加水至粉碎机对应的水位刻度线，其中所述前驱体材料的质量和粉碎机对应水位刻度
线的值的比为(30
‑
70g):(700
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种制备豆浆吸附
‑
絮凝剂的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：(1)将预处理后的大豆和水进行混合，得到前驱体材料；(2)将步骤(1)得到的前驱体材料转移至粉碎机后，加水至粉碎机对应的水位刻度线，经过粉碎处理后得到所述豆浆吸附
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絮凝剂。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中所述预处理包括洗涤处理；优选地，所述洗涤处理为采用去离子水进行洗涤。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，步骤(1)中所述大豆包括黄豆；优选地，步骤(1)中所述大豆的质量为30
‑
70g。4.根据权利要求1
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3中任一项所述的方法，其特征在于，步骤(1)中所述水包括去离子水；优选地，步骤(1)中所述水的体积为100
‑
300mL。5.根据权利要求1
‑
4中任一项所述的方法，其特征在于，步骤(1)中所述混合在浸泡下进行；优选地，步骤(1)中所述混合的时间为10
‑
15h。6.根据权利要求1
‑
5中任一项所述的方法，其特征在于，步骤(2)中所述转移前需要将前驱体材料进行沥干处理；优选地，步骤(2)中所述水包括去离子水。7.根据权利要求1
‑
6中任一项所述的方法，其特征在于，步骤(2)中所述前驱体材料的质量和粉碎机对应水位刻度线的值的比为(30
‑
70g):(700
...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁文静，周晨亮，章星宇，石绍渊，胡康，鞠培海，陈冬冬，叶成宇，
申请(专利权)人：中国科学院赣江创新研究院，
类型：发明
国别省市：