本发明专利技术提供了一种可循环再生的氢氧化镁吸附剂富集水中低浓度的重金属的方法，其特点是以廉价的、安全无毒的环境友好型水处理剂——氢氧化镁作为吸附剂处理水中低浓度的重金属，再与二氧化碳反应导致脱附和富集重金属，随后煅烧实现氢氧化镁的循环再生。该方法成本低、操作简单、处理量大、环境友好，不向体系中引入化学杂质，可实现低浓度重金属几十倍的富集，可形成连续工艺，具有较好的环境效益和经济效益。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种可循环再生的吸附剂处理水中低浓度重金属的方法，用氢氧化镁作为循环再生的吸附剂处理水中低浓度的重金属，再通入二氧化碳与氢氧化镁反应使重金属脱附并富集，再通过煅烧实现吸附剂的循环再生。属于环境保护领域中的含重金属水处理技术。
技术介绍
随着我国工业的发展，废水排放量增加，重金属污染已成为一个亟待解决的问题。 随废水排出的重金属，即使浓度小，也可在藻类和底泥中积累，被鱼和贝的体表吸附，产生食物链浓缩，从而造成公害。如六价铬主要以CrO42-和Cr2O72-的形式存在，其溶解性好迁移率高，过量的六价铬(超过10mg/L)对水生物有致死作用，它很容易被人体吸收并在体内富集，容易致癌，具有很强的毒性。砷化合物有剧毒，容易在人体内积累，造成慢性砷中毒。 环保部已将解决危害群众健康的重金属污染问题列为2010年全国污染防治工作的头等大事，其中将铅、汞、镉、铬和类金属砷等作为重点防控污染物。目前，世界各国采用的含重金属废水的处理方法主要有化学法、离子交换法、膜分离法、微生物法、吸附法等。其中化学法工艺较成熟，已被大规模广泛使用。然而对于含低浓度重金属的水，若采用化学法处理则需要消耗大量化学药剂，并增加污泥量；而采用离子交换法和膜分离方法则设备投资和维护成本高；生物法是一种新兴的方法，还处于在实验室研究阶段。吸附法由于成本低、操作简单、处理量大等特点，在处理低浓度重金属的水中显示出较大的优势。很多吸附剂(如活性炭、沸石、膨润土、活性污泥、纳米吸附剂等)对水中低浓度的重金属有很高的去除效率，已被广泛采用。例如，氢氧化镁由于PH缓冲性好、 吸附能力强、无腐蚀性、无毒无害、易于安全操作，被称为“绿色安全水处理剂”，已广泛用于环保领域，包括印染废水脱色处理、酸性废水处理、重金属脱除等方面。德国专利DE 10318746-A1用氢氧化镁净化含有重金属的工业废水和饮用水，是一种简单的、环境友好的方法。由于氢氧化镁本身的弱碱性，它不仅可以中和酸性废水，而且可以使水中重金属离子形成氢氧化物沉淀予以脱除，对Ni2+、Zn2\ Pb2\ Cd2+、Cr3+等重金属离子有较高的去除率。然而吸附了重金属的吸附剂的后处理又是一个难题，处理不当容易造成二次污染。关于吸附剂循环再生的研究较少。美国专利US7M7242-B1用可再生的氢氧化镁吸附富集地表和地下水中痕量的砷离子，以利于水中砷离子的检测。该专利以氢氧化镁作为可再生的吸附剂，提供了一种简单的循环再生方法。其中砷离子脱附和富集的原理是将吸附有砷的氢氧化镁与碳酸盐反应生成碳酸镁导致脱附。该方法需要加入碳酸盐作为反应剂，消耗化学试剂，同时向砷浓缩液中引入化学杂质，可能给砷浓缩液的回收处理造成不便。
技术实现思路
本专利技术的目的之一在于提供一种氢氧化镁吸附剂循环再生的简单的、低成本的方法；本专利技术的目的之二在于提供一种采用可循环再生的氢氧化镁吸附剂富集水中低浓度重金属的方法，以利于重金属的回收利用。本专利技术是以如下技术方案实现的1. ，其特征在于以氢氧化镁作为吸附剂处理水中低浓度重金属；用二氧化碳与吸附有重金属的氢氧化镁反应生成三水碳酸镁晶粒，导致重金属脱附并富集；再将三水碳酸镁晶粒分离出浓缩液， 清洗、干燥、研磨、煅烧，实现氢氧化镁循环再生。2.根据项1所述的氢氧化镁吸附剂富集水中低浓度重金属的方法，其特征在于 所述氢氧化镁采用氧化镁作为原料制备而成，其制备方法是将氧化镁加热到100 700度保温1 3小时后，直接倒入正在搅拌的低浓度重金属的水中，氧化镁立即与水反应生成纳米级片状氢氧化镁。3.根据项1所述的氢氧化镁吸附剂富集水中低浓度重金属的方法，其特征在于 所述的方法可处理的水包括工业废水和饮用水。4.根据项1所述的氢氧化镁吸附剂富集水中低浓度重金属的方法，其特征在于 所述的低浓度重金属，包含Cr042-、Cr2072-、As043-和AsO:等含重金属的阴离子，重金属浓度低于 200mg/L。5.根据项1所述的氢氧化镁吸附剂富集水中低浓度重金属的方法，包括如下步骤将高温氧化镁倒入正在搅拌的低浓度重金属的水中，生成氢氧化镁，同时吸附重金属离子；继续搅拌直到吸附平衡，用过滤、离心或沉降引流的方法将吸附有重金属的氢氧化镁从水中分离出来，形成含重金属的氢氧化镁泥浆，处理后的水如果达到排放标准可直接排放， 如果未能达到排放标准，可再经过二次处理。6.根据项2或5所述的氢氧化镁吸附剂富集水中低浓度重金属的方法，其特征在于加入0. 1 15g/L氧化镁到待处理的水中，氧化镁加入量取决于水中重金属种类和浓度以及处理后水中要求的重金属浓度标准。7.根据项5所述的氢氧化镁吸附剂富集水中低浓度重金属的方法，其特征在于 需要控制水中碳酸根浓度，方法包括调节PH值，加入氧化钙、氢氧化钙或氢氧化钠等，该操作可在沉淀镁、钙离子的步骤中同时进行。8.根据项5所述的氢氧化镁吸附剂富集水中低浓度重金属的方法，其特征在于包括如下步骤将项5所述的吸附有重金属的氢氧化镁泥浆放入一密闭容器中，并通入二氧化碳气体，气压保持0. 1 IMPa ；直到氢氧化镁完全反应生成三水碳酸镁晶粒，停止通气， 此时重金属已脱附形成浓缩液，将三水碳酸镁晶粒从重金属浓缩液中分离出来。9.根据项8所述的氢氧化镁吸附剂富集水中低浓度重金属的方法，包括如下步骤将项8所述的分离出的三水碳酸镁用少量水清洗、干燥、研磨过筛，煅烧成氧化镁；将高温氧化镁直接倒入下一批待处理的含低浓度重金属的水，实现氢氧化镁的循环再生。本专利技术提供的可循环再生的吸附剂是氢氧化镁，其制备方法是将氧化镁原料加热到100 700°C保温1 3小时后，直接倒入正在搅拌的含低浓度重金属的水中，氧化镁立即与水反应生成纳米级片状氢氧化镁。氢氧化镁纳米片比表面积大，而且在PH小于11.9 的条件下表面呈正电性，由于表面电荷作用容易吸附阴离子型的重金属离子，如Cr042—、 Cr2O广、AsO,禾口 AsO广等。如果水中存在大量碳酸根，则碳酸根容易和氢氧化镁反应生成碳酸镁，导致重金属离子又释放回水中，从而导致吸附效果下降。因此，需要控制水中碳酸根浓度，可以通过调节PH值，加入氧化钙、氢氧化钙或氢氧化钠等使碳酸根沉淀，还可以加入过量氢氧化镁吸附剂，该操作可在软化硬水(沉淀镁、钙离子)的步骤中同时进行。向水中加入氧化镁的量可以是0. 1 15g/L，取决于水中重金属种类和浓度以及处理后水中要求的重金属浓度标准。因为氢氧化镁对不同重金属的吸附力不同，因此处理不同重金属，氧化镁添加量也不同。随着水中重金属浓度增加，氧化镁添加量也相应增加， 如果希望水中重金属处理得越彻底，则氧化镁添加量也越高。在吸附平衡后要将含重金属离子的氢氧化镁从水中分离出来，可以采用过滤、离心、沉降引流等方法。其中沉降引流方法，就是将氢氧化镁沉降之后，将沉在下层的氢氧化镁泥浆通过底部的开孔引流出来，或者将上层清液用管子引流分离。向分离出来含重金属离子的氢氧化镁泥浆中通入CO2，氢氧化镁泥浆和(X)2反应生成三水碳酸镁，同时三水碳酸镁迅速长大形成微米级的大晶粒。因为颗粒表面电荷变化和比表面积显著减小，导致重金属脱附和富集。因为三水碳酸镁晶粒大，用过滤或离心方法很容易将三水碳酸镁从重金属浓缩液中分离出来，此时三水碳酸镁对重金属几乎没本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种可循环再生的氢氧化镁吸附剂富集水中低浓度重金属的方法，其特征在于：以氢氧化镁作为吸附剂处理水中低浓度重金属；用二氧化碳与吸附有重金属的氢氧化镁反应生成三水碳酸镁晶粒，导致重金属脱附并富集；再将三水碳酸镁晶粒分离出浓缩液，清洗、干燥、研磨、煅烧，实现氢氧化镁循环再生。
【技术特征摘要】
1.一种可循环再生的氢氧化镁吸附剂富集水中低浓度重金属的方法，其特征在于以氢氧化镁作为吸附剂处理水中低浓度重金属；用二氧化碳与吸附有重金属的氢氧化镁反应生成三水碳酸镁晶粒，导致重金属脱附并富集；再将三水碳酸镁晶粒分离出浓缩液，清洗、 干燥、研磨、煅烧，实现氢氧化镁循环再生。2.根据权利要求1所述的氢氧化镁吸附剂富集水中低浓度重金属的方法，其特征在于所述氢氧化镁采用氧化镁作为原料制备而成，其制备方法是将氧化镁加热到100 700 度保温1 3小时后，直接倒入正在搅拌的低浓度重金属的水中，氧化镁立即与水反应生成纳米级片状氢氧化镁。3.根据权利要求1所述的氢氧化镁吸附剂富集水中低浓度重金属的方法，其特征在于所述的方法可处理的水包括工业废水和饮用水。4.根据权利要求1所述的氢氧化镁吸附剂富集水中低浓度重金属的方法，其特征在于所述的低浓度重金属，包含Cr042—、Cr2072—、AsO43.和AsO:等含重金属的阴离子，重金属浓度低于200mg/L。5.根据权利要求1所述的氢氧化镁吸附剂富集水中低浓度重金属的方法，包括如下步骤将高温氧化镁倒入正在搅拌的低浓度重金属的水中，生成氢氧化镁，同时吸附重金属离子；继续搅拌直到吸附平衡，用过滤、离心或沉降引流的方法将吸附有重金属的氢氧...
【专利技术属性】
技术研发人员：林璋，刘炜珍，黄丰，许新江，邹婷，
申请(专利权)人：中国科学院福建物质结构研究所，
类型：发明
国别省市：35
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