[发明专利]水羟硅钠石在吸附重金属离子中的应用方法

说明书

技术领域

本发明涉及吸附剂的应用方法，具体涉及水羟硅钠石在吸附重金属离子中的应用方法。

背景技术

近年来,随着采矿、冶炼等行业的迅猛发展,大量含重金属离子工业废水排入环境,造成了严重的水体和土壤污染,由于重金属离子不能自行分解,易聚集在生物体内,导致各种紊乱和疾病,如不加以控制，就会威胁到人类的健康和生存，所以含重金属离子废水的处理引起了人们的高度重视。

对含重金属离子废水,传统的处理方法是采用化学沉淀法、薄膜过滤、离子交换法、蒸发回收法、吸附法和电解法等,但这些方法都存在一定的缺陷。化学沉淀法对试剂的消耗量大、易产生二次污染；蒸发回收法能耗太大；离子交换法和活性炭吸附法虽然效果较好但成本太高,只有对有较高利用价值的贵、重金属离子的回收才可考虑用这种方法。因此寻找廉价的废水净化材料,对废水中重金属离子的有效处理,降低废水的处理成本,提高净化效率,已成为环境污染治理中亟待解决的问题。

近十几年来,许多研究者在探索廉价高效的吸附剂,其中包括:天然矿物、工业副产物、单宁类、壳聚糖、黄药类、有机复合材料和生物吸附剂等。其中已发现的具有吸附重金属离子功能的矿物有：蒙脱石、海泡石、坡缕石、沸石、蛭石、伊利石、绿泥石、高岭石、凹凸棒石、麦饭石、蛇纹石、膨润土、长石类、钙十字石、明矾石、三水铝石,此外还有磷灰石、硫铁矿、天然磁黄铁矿等。然而，多数矿物吸附剂需要经过复杂的改性处理，才能达到使用要求，这就增加了成本，给其低廉性大打折扣。如改性沸石[张新艳王起超.天然和巯基改性沸石吸附水溶液中重金属Hg2⁺的特征研究.环境工程学报.2009,3(3),455-460]和改性膨润土[李虎杰,刘爱平,易成发,白萍.膨润土对Cd²⁺的吸附作用及影响因素.中国矿业.2004,13(11),79-81.]以及改性蒙脱石和高岭石[宋铁红，吕卓，闫邢君.蒙脱石和高岭石吸附水溶液中重金属离子的实验研究.矿物岩石.2014,43(2),130-133.]用于对砷离子、镉离子、铅离子、铜离子和铬离子等离子的吸附。因此找到一种成本低廉，预处理简便，吸附率高且能吸附多种重金属离子的矿物类吸附剂是很有必要的。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种水羟硅钠石在吸附重金属离子中的应用方法。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下。

水羟硅钠石在吸附重金属离子中的应用方法，将合成的pH值为8-9的水羟硅钠石用去离子水溶解，滴入酸使溶液为中性，过滤、干燥后研磨成粉末加入到重金属水体中；所述的重金属离子包括锌离子、铅离子、铬离子或镉离子；所述的重金属离子以可溶盐或微溶性盐的形式存在。

上述方法中，将水羟硅钠石加入含重金属离子溶液后，保持溶液温度为常温。

上述方法中，所述重金属水体中重金属离子初始浓度范围为0.5～15000mg/L。

上述方法中，将水羟硅钠石加入重金属离子溶液后，吸附时间20-60分钟。

上述方法中，将水羟硅钠石加入重金属离子溶液后，调节水体pH值为5-7。

上述方法中，将水羟硅钠石用作重金属离子吸附剂，或利用水羟硅钠石吸附废水中的重金属离子，或者利用水羟硅钠石选择性吸附溶液中的重金属离子。

利用水羟硅钠石吸附重金属离子，对重金属离子初始浓度没有特殊要求，随着重金属离子浓度的增加，单位重量水羟硅钠石的吸附容量会逐渐增加至饱和。一般而言，重金属离子的初始浓度范围为0.5～15000mg/L。

将水羟硅钠石加入重金属离子溶液后，水羟硅钠石即刻开始吸附重金属离子，一般20-60分钟即可达到吸附平衡。

本发明所述的水羟硅钠石吸附重金属离子的方法，采用静态吸附法，其吸附率的检测步骤如下：

使用水羟硅钠石吸附重金属离子后，过滤，滤液中残留的重金属离子浓度采用原子分光光度计测量，然后按照(1)式计算吸附剂的吸附率，按照式(2)计算重金属离子的吸附容量。