本發明專利技術涉及一種對水土中重金屬具有去除效果的濾料的制備方法，包括以下步驟：（1）將凹凸棒土研磨成200目粉狀體，先加入重量百分比1~5%的200目磷酸鋁，再加入重量百分比1~5%的木屑，混合均勻；（2）將混合料均勻加入至團粒機中，噴霧加水攪拌，加工成球粒狀；（3）用鼓風干燥箱于60~70℃恒溫干燥3~6h，干燥后用數顯梭式窯在400~800℃溫度內燒制成陶狀體。本發明專利技術具有原料廉價易得、制備方法簡單、易控制、得到的濾料對錳吸附容量高、穩定性好、再生易、壽命長、出水流暢阻力小特點，對多種重金屬同時具有很好去除效果，去除率高達90%以上。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及一種對水土中重金屬具有高效去除效果的新型濾料的制備方法，改性后的濾料對水土中Cu、Zn和Mn等重金屬具有很好去除作用。
技術介紹
眾所周知，Mn是一種普遍存在的礦山廢水污染物，平均濃度在10_25mg/L，而我國綜合一級污水排放標準為2mg/L，錳在水體中的價態易發生變化，其毒性隨著價態的降低而增強。當攝取或吸入濃度>10mg/d時，將會對人和動物的神經系統產生毒害。Mn去除一直是世界水質工學界公認的難題。用于Mn去除最普遍的方法是利用它的氧化性能，將溶解性的Mn2+氧化成不溶的MnO2而去除。但該方法要求pH非常高，當pH〈8時，生物或非生物氧化速率都非常慢，而且在煤炭開采過程中通常有大量的鐵存在。鐵也會阻止Mn氧化。 目前用于水中重金屬吸附的材料主要包括零價鐵屑、沸石、膨潤土、紅泥、菱鐵礦、顆?；钚蕴康龋蛩嵝缘V山廢水PH非常低，而且反應介質的處理效果與廢水地球化學特征，重金屬離子種類和濃度等諸多因素密切相關，例如零價鐵對大多數重金屬都有較好的去除作用，但其對Mn基本上沒有去除效果。其余的吸附材料也僅對1-2種重金屬去除效果比較好。
技術實現思路
本專利技術所解決的技術問題是提供一種對水土中重金屬具有高效去除效果的新型濾料的制備方法，改性后的濾料對水土中Cu、Zn和Mn等重金屬具有很好的去除作用。一種，包括以下步驟(I)將凹凸棒土研磨成200目粉狀體，先加入重量百分比1 5%的200目磷酸鋁，再加入重量百分比廣5%的木屑，混合均勻；(2)將混合料均勻加入至團粒機中，噴霧加水攪拌，加工成球粒狀；(3)用鼓風干燥箱于6(T70°C恒溫干燥3飛h，干燥后用數顯梭式窯在40(T800°C溫度內燒制成陶狀體。本專利技術的制備方法，其中所述步驟(I)中加入重量百分比3%的200目磷酸鋁，再加入重量百分比3%的木屑。所述木屑可以采用常見的木屑材料，優選100目的杉樹或松樹鋸末。本專利技術的制備方法，其中所述步驟(3)中燒制的時間為6 8小時。燒制的溫度優選為500°C。燒制的溫度對濾料的影響較大，溫度太高，會破壞材料內部結構，引起結構塌陷，比表面積降低，減弱吸附性能；溫度太低，濾料的強度變差，容易水解，影響濾料的使用壽命。本專利技術的制備方法制備得到的對水土中重金屬具有去除效果的濾料。所述濾料的孔隙率大于等于40%，比表面積大于等于100m2/g，對于錳離子的吸附容量為6. 5mg/g左右?？捎糜谔幚硭嵝缘V山廢水。本專利技術的制備方法采用凹凸棒土為原料，其晶體結構屬2 1型粘土礦物，硅氧四面體夾一層鎂鋁氧八面體，屬層鏈狀結構，在結構中含有4種形態水表面吸附水、晶體結構內部孔道中的沸石水、位于孔道邊部且與邊緣八面體陽離子結合的結晶水和與八面體層中間陽離子相結合的結構水。在不同溫度下加熱凹凸棒土，可脫出晶體結構中不同狀態的水，使其雜亂堆積的針棒狀團變得疏松多孔，增加孔隙容積和比表面積；若要將凹凸棒土作為吸附劑，溫度至少要超過300°C，否則容易發生水解。但當溫度超過350°C時，凹凸棒土孔結構會發生塌陷；當溫度超過680°C時，曲線變平，4種形態水已經全部失重，纖維結構就會被完全破壞。通常，焙燒溫度一般不超過500°C，時間以2h為宜，否則會破壞其有利吸附的晶型結構，導致其發生結構燒結、堆積，反而降低了孔隙率的孔徑。與其他粘土礦物相比，凹凸棒土具有較大比表面積，并具有吸附下限濃度低、達到吸附平衡時間短以及解吸附性能優異等特點。不但吸附過程迅速高效，且對吸附條件無苛刻要求，這類吸附劑在有害重金屬離子去除領域有著很好的應用前景。凹凸棒土中存在大量的-OH官能團，將凹凸棒土置于含重金屬離子的溶液中時，-OH會和金屬離子發生絡合作用(這些-OH可與溶液中的重金屬離子形成配位鍵，從而使重金屬離子吸附于凹凸棒土的表面而沉淀)。另外，在凹凸棒土的礦物層間存在大量的可·交換無機陽離子，如Na+、K+、Mg2+等，在吸附錳實驗中，層面上，凹凸棒土內部Al3+、Si4+易被溶液中低電荷Mn2+取代，Mn2+也會取代凹凸棒土礦物層間的陽離子，即發生離子交換，離子交換作用同樣會導致重金屬離子的去除；除絡合作用和離子交換作用外，靜電作用也在凹凸棒土吸附重金屬離子的過程中發揮重要作用。凹凸棒土是一種含水的層鏈狀鎂質硅酸鹽礦物。其基本結構單元為2:1層型，由于四面體中的Si4+被Al3+替代置換，從而在凹凸棒土上出現剩余負電荷。當帶正電荷的重金屬離子與帶負電荷的凹凸棒土接觸時，強烈的靜電吸附作用也會導致重金屬離子的吸附。層面與端面的共同效應使凹凸棒土對廢水中Mn2+有較強的吸附能力，且吸附后Mn2+穩定，難以解吸，不會造成再次污染。本專利技術在凹凸棒土的基礎上，再加入磷酸鋁和木屑通過燒制改性，其中磷酸鋁可以作為粘合劑，增加濾料強度，木屑是為了進一步增加濾料的比表面積，從而提高吸附性能。改性后的濾料比原礦具有更高的強度，不易水解，并且經過改性的濾料，對酸性礦山廢水中的多種重金屬離子具有去除效果，尤其是Mn。本改性后的濾料對酸性礦山廢水中Mn的吸附容量為6. 5mg/g,中試實驗表明當進水Mn濃度為10mg/L，停留時間為2min，出水Mn濃度小于O. lmg/L，表明該濾料具有高效率除錳效果。本專利技術具有原料廉價易得、制備方法簡單、易控制、得到的濾料對錳吸附容量高、穩定性好、再生易、壽命長、出水流暢阻力小特點，對多種重金屬同時具有很好去除效果，去除率高達90%以上，克服了現有處理錳吸附方法存在的吸附劑吸附容量小、吸附速率和效率低的缺點，本專利技術得到的新型濾料易于大規模工業生產和推廣應用，具有廣闊的應用前景和實用價值。該濾料不含對人體有害的物質，生產過程無污染，可進行再生處理，循環使用，濾料失效后可作為建筑材料綜合利用。并且經過該濾料處理后的河水PH由酸性升至近中性，完全滿足我國綜合污水排放一級標準，處理后的河水適用于農田灌溉，具有廣闊的應用前景和實用價值。附圖說明圖I是實施例I中不同配方對濾料除錳效果的影響；圖2a和圖2b是實施例2中燒結溫度對改性后濾料除錳效果影響；圖3是對比實施例中不同材料對Mn2+去除效果比較。具體實施例方式為進一步說明本專利技術，結合以下實施例具體說明實施例I :一種，包括以下步驟(I)將凹凸棒土研磨成200目粉狀體，采用兩種配料方案，配方A為先加入重量百分比為3%的200目磷酸鋁，再加入重量百分比1%的100目的松樹木屑，混合均勻；配方B為先加入重量百分比3%的200目磷酸鋁，再加入重量百分比3%的100目的松樹木屑，混合均勻；(2)將混合料均勻加入至團粒機中，噴霧加水攪拌，加工成球粒狀；(3)用鼓風干燥箱于6(T70°C恒溫干燥6h，干燥后用數顯梭式窯在500°C溫度內燒制約6小時成陶狀體。將經上述方法制備得到的兩種改性濾料用于對廢水中的Mn進行去除實驗，實驗過程是在實驗室中制備Mn起始濃度為10mg/L的水溶液，每200毫升溶液中加入5克的改性濾料，在170rpm轉速下攪拌一定時間后測定溶液中Mn含量,結果見圖I,由圖I可知,采用配方B制得的濾料比配方A的濾料的除錳效果更好。實施例2 —種，包括以下步驟(I)將凹凸棒土研磨成200目粉狀體，先加入重量百分比3%的200目磷酸鋁，再加入重量百分比3%的100目的松樹木屑或杉本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種對水土中重金屬具有去除效果的濾料的制備方法，其特征在于：包括以下步驟：（1）將凹凸棒土研磨成200目粉狀體，先加入重量百分比1~5%的200目磷酸鋁，再加入重量百分比1~5%的木屑，混合均勻；（2）將混合料均勻加入至團粒機中，噴霧加水攪拌，加工成球粒狀；（3）用鼓風干燥箱于60~70℃恒溫干燥3~6h，干燥后用數顯梭式窯在400~800℃溫度內燒制成陶狀體。
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：黃園英，劉曉端，張奇根，袁欣，羅松光，文里，
申請(專利權)人：國家地質實驗測試中心，江西省萍鄉市天翔瓷業有限公司，
類型：發明
國別省市：
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