[发明专利]一种新型Cr(Ⅵ)吸附剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于工业废水处理及工业废弃物资源化利用领域，具体涉及一种不产生二次污染、可重复利用的新型Cr(Ⅵ)吸附剂及其制备方法。

背景技术

随着电镀等工业的发展，排放出大量含铬废水，使水环境中重金属铬的污染急剧加重，对人类健康和生态环境造成严重危害。而含铬的化合物中危害最大的是Cr(Ⅵ) 的化合物，它具有致癌的危险。

钢渣是炼钢过程中产生的废渣（钢渣中主要成分为CaO、MgO、FeO、Fe₂O₃ 等），数量约为钢产量的15%~20%。我国钢渣排放量很大，已积存3亿吨以上，且自2003年以来每年增加上百万吨的排放量。但钢渣的利用率非常低，仅13%，且主要用于筑路或作为炼钢助熔剂，均属于低附加值的利用，大量钢渣废弃堆积成为污染环境的一大公害。目前，寻求钢渣的高附价值利用，已成为众多学者研究的重点。钢渣本身疏松多孔，具有一定的吸附能力，而且钢渣密度大，易于固液分离，加之钢渣价格低廉，来源广泛，所以其作为吸附剂在重金属污染物处理方面具有广阔的研究、应用前景。目前，钢渣用作重金属Cr(Ⅵ)吸附剂，存在以下两个方面的问题：                                                通过实验研究发现，直接用钢渣吸附处理含Cr(Ⅵ)的重金属离子废水的效果很差，其吸附去除率在30%左右；目前开发的钢渣吸附材料基本是利用钢渣密度大的特点，直接投入废水中，使吸附Cr(Ⅵ)后的钢渣沉降在水底，而不做其他任何处理，随着时间的推移，吸附到钢渣中的Cr(Ⅵ)会再次溶出，而且钢渣中本身含有的铁、铅、汞等重金属离子也会溶出，造成二次污染。如何通过对钢渣进行处理使钢渣在提高其吸附Cr(Ⅵ)效率的同时可回收甚至重复利用，避免二次污染，是目前将钢渣作为Cr(Ⅵ)吸附剂研究的一项重要内容。

发明内容

本发明的目的旨在提供一种不产生二次污染、可重复利用的新型Cr(Ⅵ)吸附剂及其制备方法。该吸附剂由钢渣经过改性处理制备而成，不仅可以大幅度提高钢渣对Cr(Ⅵ)的吸附去除能力，而且该吸附剂在废水中不散开，达到吸附平衡后，固液分离，分离出的钢渣颗粒经酸洗后可重复利用。

本发明的具体步骤如下：

（1）采用颚式破碎机或人工破碎将块状钢渣破碎成小块，然后采用振动磨将钢渣粉磨，过筛，得到平均粒径在8μm左右的钢渣。

（2）称取100g步骤1中获得的钢渣掺入30~40%改性剂A，将混合料置于搅拌锅内搅拌混合均匀，再加30%~40%的水拌合，拌合均匀后，制成3~5mm钢渣颗粒。

（3）将步骤（2）中制得的钢渣颗粒在自然条件下熟化48h以上后，放入马弗炉中在600℃~800℃下焙烧3~5h后冷却，得到钢渣颗粒，即新型Cr(Ⅵ)吸附剂。

吸附剂使用方法：称取一定质量步骤（3）制得的钢渣颗粒，置于含Cr(Ⅵ)废水溶液反应瓶中，采用搅拌充分混合。达到吸附平衡后，固液分离，分离出的钢渣颗粒，放入1:1的盐酸（浓度为6mol/L）中浸泡2h后取出，用蒸馏水淋洗5次，放在干燥箱下烘干后可重复使用。

本发明中的钢渣为转炉钢渣。

本发明中的改性剂A为钠基膨润土。

本发明的优点在于：

（1）本发明开发了钢渣这种工业废弃物的高附加值利用，达到了“以废治废”的目的，使钢渣资源化，具有良好的经济效益和环境效益。

（2）本发明中的新型Cr(Ⅵ)吸附剂制备工艺简单，制备出的3~5mm的钢渣颗粒，吸附去除Cr(Ⅵ)的能力大幅度增加（从30%提高到80%），重复多次吸附，废水中Cr(Ⅵ)浓度可以达到工业废水排放要求（Cr(Ⅵ)浓度≤0.1mg/L）。

（3）本发明制备的新型Cr(Ⅵ)吸附剂在废水中不散开，可回收，酸洗后可重复利用，不会对水体造成二次污染。

具体实施方式

下面结合具体实施方式，仅对本发明作进一步的描述，而不是对本发明保护范围的限制。

实施例1

（1）采用颚式破碎机或人工破碎将块状钢渣破碎成小块，然后采用振动磨将钢渣粉磨后，过筛，得到平均粒径在8μm左右的钢渣粉末。

（2）称取100g钢渣掺入30g改性剂A，将混合料置于搅拌锅内搅拌混合均匀，加入30g蒸馏水拌和，拌合均匀后，制成3~5mm钢渣颗粒。

（3）将步骤（2）中制得的钢渣颗粒在自然条件下熟化48h以上后，放入马弗炉中在600℃下焙烧3h后冷却，得到的钢渣颗粒，即新型Cr(Ⅵ)吸附剂。