[发明专利]一种重金属离子去除剂的制备工艺方法及其应用

说明书

本发明提供一种重金属离子去除剂的制备工艺方法及其应用，制备工艺包括机械破碎：将废弃蒸压加气混凝土砌块破碎，控制出料粒度≤6mm；活化粉磨：将步骤1）破碎的加气混凝土在球磨机中进行球磨处理，并加入表面活性剂；气流分离和筛选：用气流分级机进行选粉和分离，并收集颗粒直径≤80um的颗粒，即制得重金属离子去除剂。在一定投加量下其可以有效去除含铜、锌、铬、镍等废水中的重金属离子，去除率普遍都在95%以上。工艺方法实施过程具有除重金属离子速度快，反应时间短、去除效果稳定、可以在室温下操作等优点。

技术领域

本发明涉及废弃物资源化利用及对含有重金属离子废水处理技术领域，具体涉及一种基于废弃蒸压加气混凝土砌块的重金属离子去除剂的制备工艺方法及应用。

背景技术

蒸汽加压混凝土砌块是用钙质材料（如水泥、石灰）和硅质材料（如砂子、粉煤灰、矿渣）的配料中加入铝粉作加气剂，经加水搅拌、浇注成型、发气膨胀、预养切割，再经高压蒸汽养护而成的多孔硅酸盐砌块。蒸压加气混凝土砌块是一种性能优越的节能环保材料具有保温隔热功能佳、强度可靠、施工效率高、生产能耗低、墙体管线埋设牢固可靠、原材料来源广泛等优点。2005年9月国务院在《关于进一步推进墙体材料革新和推广节能建筑的通知》中明确要求2010年底所有城市都要禁止使用实心粘土砖，这又为蒸压加气混凝土砌块行业的发展提供了前所未有的发展机遇。《加气混凝土行业“十二五”发展思路》指出，2009年，中国加气混凝土砌块年产量达到3,100万m3，到2015年蒸压加气混凝土砌块年产量已经达到3960万m3。与实心粘土砖相比，节约生产能耗80.6万吨标准煤，减少CO2排放168万吨，减少SO2排放1.26万吨，减少烧砖毁田7,750亩。但是，生产过程中由于工艺设备及质量管理水平所限，在如静养、切割、蒸压等过程中会产生塌模、碎裂、裂纹等缺陷，产生了大量的不合格品。检索全国各省蒸压加气混凝土砌块的质量抽检数据发现，抽检不合格率大多在10%以上。由于加气混凝土日产量大，这导致不少加气混凝土企业的废品堆积如山，成了企业头痛的问题。同时，随着我国城市化步伐的不断加快，尤其是在房屋地产领域的高速发展，在新建建筑室内装修，老旧建筑墙体拆除作业等方面都会产生巨量的废弃蒸压加气混凝土砌块，成为我国建筑垃圾的重要组成之一。其大量的堆积不但占用土地资源，且对环境安全也带来较大的负面影响。再者，蒸压加气混凝土本身在生产过程中需要数小时的高温高压养护，以生成所需晶型的水化产物，这一过程中消耗了大量的热能。综上，对废弃蒸压加气混凝土砌块进行资源化利用，发掘其潜在的高附加值是一个值得研究的重要问题。

然而，目前蒸压加气混凝土的资源化利用研究相对较少，且现有研究基本集中于重新制备建筑材料领域，利用形式较为单一，应用面较窄。例如，重新高温活化废弃蒸压加气混凝土砌块制备火山灰活性掺合料，虽然这一技术为废弃蒸压加气混凝土资源化利用提供了一条可行的技术路径，但其活化过程往往需要进行高温处理，工艺过程变得复杂，增加了能耗和成本，降低了资源化利用的附加值。同时已有研究也有将废弃蒸压加气混凝土砌块用以制作屋面保温材料，但是其需要与泡沫混凝土复合使用，这增加了工艺的复杂性。

另外，重金属是生态圈重要的元素，各种含重金属元素在人类工农业生产和日常生活中扮演着重要的角色。但在矿山采选，金属冶炼加工、电镀电解、医药、油漆颜料生产等领域造成大量重金属离子废水的排放。重金属的定义虽不十分严格，主要是指对生物有明显毒性的重金属离子，如汞、镉、铅以及“类金属”—砷等。这些重金属在水中不能被分解，人饮用后毒性放大，通过食物链进入人体后在人体内累积，导致人体正常机能紊乱并产生各种疾病；此外，重金属在人体内能和蛋白质及各种酶发生强烈的相互作用，使它们失去活性，也可能在人体的某些器官中长期累积，当超出人体所能耐受的限度，会造成人体急性中毒、亚急性中毒、慢性中毒等危害严重危害人体健康，严重危害人体健康，所以对重金属离子废水进行有效治理是十分必要的。而在处理过程中，常常需要投加铁盐、碱性中和剂、吸附剂等材料进行去除，药剂材料费用成为重金属离子废水处理成本的重要组成部分，研究开发去除效率高、价格低廉、节能利废的新型重金属去除剂是迫切需要解决的问题。

发明内容