一种利用电解锰渣和铬系电镀污泥制备球形颗粒固废基吸附剂的方法及应用技术

本发明专利技术涉及一种利用铬系电镀污泥和电解锰渣制备固废基颗粒吸附剂的方法，通过先将电解锰渣和铬系电镀污泥破碎混合，用酸溶液进行一次活化，再混以一定比例的钠基膨润土

【技术实现步骤摘要】
一种利用电解锰渣和铬系电镀污泥制备球形颗粒固废基吸附剂的方法及应用


[0001]本专利技术涉及吸附剂制备
，具体是一种利用电解锰渣和铬系电镀污泥制备球形颗粒固废基吸附剂的方法，以电解锰渣和铬系电镀污泥为原料，掺以钠基膨润土
、
高岭土
、
生物质等为辅料，应用烧结法制备固废基吸附剂的方法，适用于含重金属的工业废水的深度处理
。

技术介绍

[0002]我国是电解金属锰生产
、
消费
、
出口大国，产能已超过
250
万吨，占世界金属锰产量的
98.5
％以上
。
电解锰渣是电解金属锰生产过程中锰矿在酸性溶液中浸出后产生的一种高含水率工业固体废弃物，年产量达7‑
11
吨
/
吨锰
。
目前电解锰渣的处理方法仍为露天堆积，我国电解锰渣的露天堆存量已超过
1.2
亿吨，且仍在不断增加
。
电解锰渣为酸性渣，在堆存过程中，酸性渗滤液对周围建筑
、
环境等造成了不可逆伤害，且占用大量的土地资源，还有扬尘等危害，对生态环境造成了极大影响
。
[0003]电镀污泥是电镀废水处理过程中产生的絮凝沉淀物，具有含水率高
、
容易累积
、
稳定性差
、
易转移等特性，其二次环境危害比电镀废水更大
。
在电镀过程中常加入光亮剂
、/>表面活性剂等有机质，这使得电镀污泥的成分更复杂，也提高了其处理难度
。
电镀污泥含有
Cr、Ni、Cu、Zn、Pb、Cd
等多种重金属，是被列为中国
《
国家危险废物名录
》
中的第十七类危险废物，也是世界公认的危险废弃物
。
目前电镀污泥年产量超过
1000
万吨
。
若不加以妥善处置而任意堆放，则其中的重金属会沿着污泥
‑
土壤
‑
农作物
‑
人体的路径迁移，不仅污染环境，对地下水造成严重污染，还会直接或间接危害人体健康
。
然而，目前尚没有高效合理的电镀污泥处理方式，如何无害化资源化处理电镀污泥一直是相关领域的研究热点
。
[0004]目前，常用的吸附剂包括树脂
、
活性炭
、
有机物材料等，但存在价格昂贵，难以重复使用
、
后续处理复杂等问题，因此固废基吸附剂具有显著优势
。
已有研究将赤泥
、
电解锰渣
、
粉煤灰等工业固废制备成吸附剂，但存在吸附效率低的缺点
。
专利
CN 109772259
提出了利用电镀污泥处理电镀废水中的重金属的方法，操作简单，且吸附效果优于商业吸附剂，但是不能二次利用，且应用环境存在一定限制，难以处理其他重金属工业废水
。
专利
CN 113231007B
公开采用高炉渣制备重金属吸附剂的方法，但是仅能针对高炉渣进行废物利用，对于电镀污泥和氨氮和锰含量高的电解锰渣的无法采用该方法，因此不能有效资源化处理电镀污泥金和电解锰渣
。
[0005]因此，有必要针对电解锰渣和电镀污泥固废材料制备的吸附剂或者制备方法进行改进，使其最大限度的实现固废的综合再利用，同时也使固废基吸附剂处理更高效，且能多次回用，适用范围更广
。

技术实现思路

[0006]针对目前电镀污泥制备的吸附材料多为粉末状
、
不利于固液分离和回收的问题，
本专利技术提出一种球形颗粒固废基吸附剂制备方法及应用，综合利用铬系电镀污泥和电解锰渣两种固体废弃物制备球形颗粒吸附剂，制得的吸附剂吸附效果良好，可回收，能够应用于含重金属的工业废水的深度处理
。
[0007]为了解决上述技术问题，本专利技术提供一种固废基吸附剂的制备方法及应用，所述吸附剂是以电解锰渣和铬系电镀污泥为主要原料制得的
。
本专利技术通过先将电解锰渣和铬系电镀污泥破碎混合，用酸溶液进行一次活化，再混以一定比例的钠基膨润土
、
高岭土和沸石，混匀后添加生物质高温焙烧进行二次活化，得到吸附剂前驱体，进一步与壳聚糖混合造粒，最终得到吸附性强且可回收的固废基吸附剂
。
[0008]具体来说，一种利用铬系电镀污泥和电解锰渣制备固废基颗粒吸附剂的方法，包括如下步骤：
[0009](1)
分别将电解锰渣
、
铬系电镀污泥
、
高岭土和钠基膨润土球磨，干燥，过筛，备用；
[0010](2)
将步骤
(1)
所得筛分后的电解锰渣和电镀污泥混匀，加入酸液酸浸处理；过滤得酸洗液和滤渣，将滤渣洗至中性后烘干，得到酸活化的固体粉末1；滤液和洗涤液合并重复利用于下一批次原料酸洗活化；
[0011](3)
将步骤
(2)
得到的固体粉末1与沸石粉
、
步骤
(1)
筛分后的高岭土
、
钠基膨润土充分混匀，得到固体粉末2；
[0012](4)
将步骤
(3)
得到的固体粉末2与生物质混匀，煅烧，结束后冷却至室温取出，研磨得到固体粉末3；
[0013](5)
向步骤
(4)
得到的固体粉末3中加入壳聚糖粉末
、
粘结剂和蒸馏水并充分混匀，造粒
、
干燥，过筛，制得颗粒吸附剂
。
[0014]优选地，步骤
(1)
中，所述铬系电镀污泥为化学法处理电镀废水时产生的絮凝沉淀物，因镀种为铬，故而电镀污泥中铬含量较高，本专利技术电镀污泥中铬含量为
40
‑
60wt
％；所述电解锰渣是碳酸锰为原料的电解金属锰产生的固体废渣，其矿物组成主要为石英和二水硫酸钙，主要化学成分为
SiO2、Al2O3、CaO、MnO
等玻璃质氧化物，
SiO2、Al2O3、CaO、MnO
和
SO3成分含量占电解锰渣总量的
80
～
90wt
％，其中
SO3含量高于
20
％
。
[0015]步骤
(1)
中，所述过筛是过
100
‑
200
目筛，比如
100
目，
120
目，
180
目
。
[0016]步骤
(2)
中，所述电解锰渣和电镀污泥的质量比为
1:(0.9
‑
2)
，优选
1:(1本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种利用铬系电镀污泥和电解锰渣制备固废基颗粒吸附剂的方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)
分别将电解锰渣
、
铬系电镀污泥
、
高岭土和钠基膨润土球磨，干燥，过筛备用；
(2)
将步骤
(1)
所得筛分后的电解锰渣和电镀污泥混匀，加入酸液酸浸处理；过滤得酸洗液和滤渣，将滤渣洗至中性后烘干，得到酸活化的固体粉末1；
(3)
将步骤
(2)
得到的固体粉末1与沸石粉
、
步骤
(1)
筛分后的高岭土
、
钠基膨润土充分混匀，得到固体粉末2；
(4)
将步骤
(3)
得到的固体粉末2与生物质混匀，煅烧，结束后冷却至室温取出，研磨得到固体粉末3；
(5)
向步骤
(4)
得到的固体粉末3中加入壳聚糖粉末
、
粘结剂和蒸馏水并充分混匀，造粒
、
干燥，过筛，制得颗粒吸附剂
。2.
根据权利要求1所述的吸附剂制备方法，其特征在于，步骤
(1)
中，所述铬系电镀污泥中
Cr
含量在
40
‑
60wt
％；所述电解锰渣中
SiO2、Al2O3、CaO、MnO
和
SO3占电解锰渣总量的
80
～
90wt
％，
SO3含量高于
20
％；所述过筛是过
100
‑
200
目筛
。3.
根据权利要求1所述的吸附剂制备方法，其特征在于，步骤
(2)
中，所述电解锰渣和电镀污泥的质量比为
1:(0.9
‑
2)
，优选
1:(1.2
‑
2)
；所述电解锰渣和电镀污泥混合物料与酸液的固液比为
1g:10
‑
15mL。4.
根据权利要求1所述的吸附剂制备方法，其特征在于，步骤
(2)
中，所述酸液为柠檬酸
、
水与其他羧酸的混合物；柠檬酸浓度为
0.1
‑
0.15mol/L
；所述其他羧酸选自乙酸
、
草酸
、
苯甲酸中的一种或两种及以上的组合，其他羧酸...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘晓明，王慧敏，张增起，刘新月，郭松，谢志清，谷佳睿，
申请(专利权)人：北京科技大学，
类型：发明
国别省市：