[发明专利]一种蛋壳重金属离子吸附剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于废物资源化利用和水处理技术领域，特别涉及一种天然矿物重金属离子吸附剂及其制备方法。

背景技术

随着矿山开采、金属冶炼、金属加工、电镀、电子工业等的快速发展，由此产生的重金属离子可以通过土壤、水、空气进入水体。工业废水对自然环境的危害日益严重，特别是通过食物链进行富集。作为一类有毒物质，微量的重金属即可产生毒性效应，对人类的健康造成不可逆转的危害。如何消除重金属离子对土壤和水资源带来的污染成为目前环境保护急待解决的问题。目前广泛使用的重金属吸附剂来源有限，成本较高，制备方法复杂。传统的处理方法在重金属离子浓度较低时效率不高，工艺复杂，容易引起二次污染等问题。常用的吸附剂如活性炭和离子交换树脂大多因高成本或生产工艺复杂而限制其应用。

随着生活水平的提高和食品行业的迅猛发展，需要消耗大量的禽蛋。蛋壳作为一种废弃物，通常是采用填埋处理，易引起严重的环境污染。蛋壳的主要成分是碳酸钙，其利用潜力很大。蛋壳吸附剂的原材料来源广泛，成本低廉，设备简单，方便操作，具有吸附速度快、吸附量大、选择性好等优点。采用常用的化学方法就可以吸附工业废水中的重金属离子，是一种经济环保的绿色吸附剂。

发明内容

本发明的目的在于提供一种低成本的吸附性能优良、易于生产加工且能够满足大规模市场应用要求的蛋壳重金属离子吸附剂及其制备方法。

本发明的技术方案是将废弃的去除内膜的蛋壳经煅烧而成。其具体步骤为：

(1)集中蛋壳进行清洗，并加入到浓度为20％的NaOH溶液中浸泡2～3天，除去蛋壳内膜；

(2)将蛋壳取出洗净、过滤，在干燥箱中进行干燥；

(3)蛋壳置于热处理炉中，在750-1200℃下煅烧2～4小时；

(4)冷却后获得白色粉末状的蛋壳重金属离子吸附剂，其粉末粒度为40～100目。

本发明提供的吸附剂适用于pH值为3～6的酸性工业废水，其加入量为2～2.5g/L。

将本发明提供的蛋壳重金属离子吸附剂加入酸性工业废水(pH＝3～6)中并在振荡器上充分振荡，吸附剂的加入量为2～2.5g/L，使之吸附溶液中的重金属离子，包括但不限于Cd²⁺、Pb²⁺、Cu²⁺、Ni²⁺、Cr³⁺和Cr²⁺等，处理后的工业废水由酸性转变为中性。

本发明与现有技术相比，其有益效果体现在：本发明利用了食品生产和生活中经常被废弃的蛋壳进行加工再利用，避免蛋壳长期堆积存放而导致的环境污染，解决了吸附剂在市场中流通可能存在的安全隐患和现有吸附剂原料来源有限的问题。由于所得吸附剂为粉末状，使其与重金属离子的接触面积明显增加，提高了其在单位时间内的吸附率。更重要的是，该蛋壳重金属离子吸附剂的粉末粒度可以通过煅烧温度加以调整。同时，该技术方法可以进行大批量工业化生产。

本发明所提供的蛋壳重金属离子吸附剂在常温下有较强的吸附能力，制备方法简单，成本低廉，且不会造成二次污染，对含有重金属离子的酸性工业废水处理效果好，有广阔的应用前景和较好的使用价值。不但为酸性工业废水中重金属离子处理提供一种简便有效的方法，还能使酸性工业废水得以中和，有利于实现吸附技术在环境污染治理方面的新突破。

具体实施方式

下面的实施例可以使本领域的普通技术人员更全面地理解本发明，但不以任何方式限制本发明。

实施例1

取食品生产和生活中的废弃物一蛋壳进行清洗，并加入到浓度为20％的NaOH溶液中浸泡2～3天，除去蛋壳内膜。将蛋壳取出并洗净和过滤，然后在干燥箱中进行干燥。去除内膜的蛋壳置于热处理炉中，在750℃下煅烧2小时。冷却后即可获得细度为80-100目的粉末，即所述的蛋壳重金属离子吸附剂。

在25℃条件下，在1升酸性工业废水(pH＝3)中加入本实施例制备的2.5g蛋壳重金属离子吸附剂，重金属离子Cd²⁺、Pb²⁺、Cu²⁺、Ni²⁺等完全被吸附，Cr³⁺和Cr²⁺的吸附率为80％。同时，酸性的工业废水被中和，经吸附处理后的废水pH值为7。

实施例2