一種赤泥基重金屬離子吸附材料的制備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種赤泥基重金屬離子吸附材料的制備方法，屬于吸附劑制備領域。
【背景技術】
[0002]赤泥，是在制鋁工業提取鋁土礦中的氧化鋁過程中排出的具有污染性且不可溶的廢渣，是有色冶金行業中排放的大宗固體廢棄物。赤泥中氧化鐵含量較高，外觀上呈現出赤紅色，故稱之為赤泥。但部分地區由于鋁土礦成分的差別，有的因氧化鐵含量較少呈棕色、黃色甚至灰白色。近年來，隨著我國逐漸成為工藝大國，生產冶金氧化招的年產量逐年攀升，赤泥的年排放量也隨之成倍的增長，由于國內各地鋁土礦的品位存在差異，導致氧化鋁的生產方法有所不同。赤泥呈強堿性，已成為生產氧化鋁的最大污染源。據統計，每生產一噸氧化鋁會產生一到兩噸赤泥，而其利用率只有15%。
[0003]電鍍行業、制革企業在工業生產過程中會產生大量的含鎘廢水，鎘在廢水中主要有三價鎘和六價鎘，三價鎘毒性較低，可以以氫氧化物形式沉淀在自然狀態中，六價鎘具有強烈的毒性，其毒性是三價鎘的百倍，六價鎘可以容易的以游離態形式存在于自然環境中，迀移轉化能力較強，對生物有致癌作用，其原理主要是能夠進入人體血液與血液中與細胞內大分子結合，經氧化還原后將遺傳密碼改變，引起癌變。
【發明內容】
[0004]本發明主要解決的技術問題:針對目前赤泥作為重金屬吸附材料多以粉末形式出現，但粉末狀赤泥使用后難以實現固液分離的缺陷，提供了一種赤泥基重金屬離子吸附材料的制備方法，該方法以赤泥和萊陽石等石料為原料，經粉碎過篩后加入成孔劑和雞蛋清以及面粉作為膠黏劑將原料攪拌均勻，用造粒機造粒后煅燒得多孔陶瓷顆粒，之后用強酸浸泡進行表面改性，之后用無水乙醇洗凈再用金屬配合物浸漬液浸泡負載金屬，放入戊二醇中使其充分交聯，干燥后即得一種赤泥基重金屬離子吸附材料。本發明制得吸附材料易于固液分離實現回收利用，且吸附效率高，對環境無任何污染。
[0005]為了解決上述技術問題，本發明所采用的技術方案是:
(1)按質量百分比稱取45?50%赤泥、15?20%萊陽土、10?12%蒙陰長石、10?13%生焦和5?20%透輝石放入碎石機進行粉碎，之后過100目標準篩得混合粉末，再將成孔劑白云石粉碎后過200目標準篩，備用；
(2)將上述預處理后的混合粉末放入球磨罐中以200?300r/min的轉速球磨40?50min，之后取200?300g球磨后的粉末放入1000mL燒杯中，加入10?20g白云石粉，之后再加入500?600mL蒸餾水和10?20mL雞蛋清以及30?50g面粉，放置在磁力攪拌機上以500?600r/min的轉速攪拌10?20min，將充分混合均勻的坯料放入造粒機擠壓造粒，顆粒粒徑控制在5?6mm ；
(3)將上述制得的顆粒在自然狀態下陳化干燥24?30h，再移入烘箱在105?100°C條件下干燥2?3h，之后將干燥后的顆粒放入馬弗爐中，先以8°C /min的速率梯度升溫至500°C并保溫20min，再以5°C /min的速率升溫至1000?1200°C保溫煅燒2?3h后冷卻至室溫制得多孔陶瓷顆粒；
(4)將上述制得的多孔陶瓷顆粒粉碎后過5?10目標準篩，之后移入超聲清洗儀中超聲洗滌10?20min，去除表面和孔道中的雜質，取200?300g清洗干凈后的顆粒放入1000mL燒杯中，加入500?600mL質量濃度為30%的硫酸溶液中，搖床振蕩浸泡24?30h，之后取出用去離子水沖洗至pH為6?7，放入烘箱干燥得到活化后的多孔陶瓷顆粒；
(5)量取200?300mL濃度為0.01?0.02mol/L的氯化鐵溶液放入500mL燒杯中，之后移入水浴鍋，升溫至35?40°C，放置在磁力攪拌機上邊攪拌邊加入20?30g殼聚糖粉末，并保持轉速為200?300r/min攪拌2?3h，制得金屬配合浸漬液；
(6)將50?100g活化后的多孔陶瓷粉末放入300?500mL上述制得的金屬配合浸漬液中，移入水浴鍋，在45?50°C下浸泡4?5h，之后取出負載金屬配合物的多孔陶瓷顆粒，用無水乙醇反復沖洗3?5次，再將其放入400?500mL質量濃度為25%的戊二醇溶液中，用磁力攪拌機攪拌12?18h，使其充分交聯反應，取出后再用無水乙醇沖洗3?5次后放入烘箱，在105?110°C下烘干，即得一種赤泥基重金屬離子吸附材料。
[0006]要寫出本發明的原理
本發明的具體應用方法:將本發明制得的吸附材料投入待處理的高濃度鎘離子廢水中，投加量為30?50mg/L。經過6?12h的吸附后，經檢測廢水中的鎘離子濃度由0.3mg/L降低到0.005mg/L以下，達到國家重金屬離子排放標準。
[0007]本發明的有益效果:本發明制得的赤泥質重金屬吸附材料具有極高的吸附效率，且易于實現固液分離，達到循環利用的目的，無形中降低了成本，且對環境無任何污染。
【具體實施方式】
[0008]按質量百分比稱取45?50%赤泥、15?20%萊陽土、10?12%蒙陰長石、10?13%生焦和5?20%透輝石放入碎石機進行粉碎，之后過100目標準篩得混合粉末，再將成孔劑白云石粉碎后過200目標準篩，備用；將上述預處理后的混合粉末放入球磨罐中以200?300r/min的轉速球磨40?50min，之后取200?300g球磨后的粉末放入1000mL燒杯中，加入10?20g白云石粉，之后再加入500?600mL蒸饋水和10?20mL雞蛋清以及30?50g面粉，放置在磁力攪拌機上以500?600r/min的轉速攪拌10?20min，將充分混合均勾的還料放入造粒機擠壓造粒，顆粒粒徑控制在5?6_ ;將上述制得的顆粒在自然狀態下陳化干燥24?30h，再移入烘箱在105?100 °C條件下干燥2?3h，之后將干燥后的顆粒放入馬弗爐中，先以8°C /min的速率梯度升溫至500°C并保溫20min，再以5°C /min的速率升溫至1000?1200°C保溫煅燒2?3h后冷卻至室溫制得多孔陶瓷顆粒；將上述制得的多孔陶瓷顆粒粉碎后過5?10目標準篩，之后移入超聲清洗儀中超聲洗滌10?20min，去除表面和孔道中的雜質，取200?300g清洗干凈后的顆粒放入1000mL燒杯中，加入500?600mL質量濃度為30%的硫酸溶液中，搖床振蕩浸泡24?30h，之后取出用去離子水沖洗至pH為6?7，放入烘箱干燥得到活化后的多孔陶瓷顆粒；量取200?300mL濃度為0.01?
0.02mol/L的氯化鐵溶液放入500mL燒杯中，之后移入水浴鍋，升溫至35?40°C，放置在磁力攪拌機上邊攪拌邊加入20?30g殼聚糖粉末，并保持轉速為200?300r/min攪拌2?3h，制得金屬配合浸漬液；將50?100g活化后的多孔陶瓷粉末放入300?500mL上述制得的金屬配合浸漬液中，移入水浴鍋，在45?50°C下浸泡4?5h，之后取出負載金屬配合物的多孔陶瓷顆粒，用無水乙醇反復沖洗3?5次，再將其放入400?500mL質量濃度為25%的戊二醇溶液中，用磁力攪拌機攪拌12?18h，使其充分交聯反應，取出后再用無水乙醇沖洗3?5次后放入烘箱，在105?110°C下烘干，即得一種赤泥基重金屬離子吸附材料。
[0009]實例1
按質量百分比稱取45g赤泥、15g萊陽土、10g蒙陰長石、10g生焦和5g透輝石放入碎石機進行粉碎，之后過100目標準篩得混合粉末，再將成孔劑白云石粉碎后過200目標準篩，備用；將上述預處理后的混合粉末放入球磨罐中以200r/min的轉速球磨40min，之后取200g球磨后的粉末放入1000mL燒杯中，加入10g白云石粉，之后再加入500mL蒸餾水和10mL雞蛋清以及30g面粉，放置在磁力攪拌機上以500r/min的轉速攪拌lOmin，將充分混合均勾的還料放入造粒機擠壓造粒，顆粒粒徑控制在5_ ;將上述制得的顆粒在自然狀態下陳化干燥24h，再移入烘箱在105°C條件下干燥2h，之后將干燥后的顆粒放入馬弗爐中，先以8°C /min的速率梯度升溫至500°C并保溫20min，再以5°C /min的速率升溫至1000°C保溫煅燒2h后冷卻至室溫制得多孔陶瓷顆粒；將上述制得的多孔陶瓷顆粒粉碎后過5目標準篩，之后移入超聲清洗儀中超聲洗滌lOmin，去除表面和孔道中的雜質，取200g清洗干凈后的顆粒放入1000mL燒杯中，加入500mL質量濃度為30%的硫酸溶液中，搖床振蕩浸泡24h，之后取出用去離子水沖洗至pH為6，放入烘箱干燥得到活化后的多孔陶瓷顆粒；量取200mL濃度為0.01mol/L的氯化鐵溶液放入500mL燒杯中，之后移入水浴鍋，升溫至35°C，放置在磁力攪拌機上邊攪拌邊加入20g殼聚糖粉末，并