[发明专利]一种载镧改性膨润土除磷材料的制备方法及其应用

说明书

本发明公开了一种载镧改性膨润土除磷材料的制备方法，包括以下步骤：对碱性环境下的氯化镧溶液超声，再将膨润土与其混合，然后搅拌、超声，最后经清洗、过滤、研磨、过筛，即得载镧改性膨润土除磷材料。与现有技术相比，本发明所选原料来源充足，天然无毒，使用方便且耗资少，处理工艺简单，处理成本较低，使用的原料为环境友好材料，避免了二次污染，同时明显缩短了制备时间。本发明公开的这种载镧改性膨润土除磷材料制备方法所制备的除磷材料对于磷的去除率达到90％以上，且具有高效、可控等特点。

技术领域

本发明属于环境保护处理技术领域，涉及一种改性膨润土材料及其制备和使用方法。

背景技术

随着国家对水体富营养化的治理不断加强，污水排放中的磷含量控制也越来越严格。常见的污水除磷方法主要有化学法和生物法，其中化学除磷的方法成本较高，生物除磷的效率偏低，为了满足国家《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918-2002)一级A排放标准，化学辅助生物除磷是污水厂的主要方法。目前污水厂在化学辅助生物除磷过程中广泛使用的药剂有铝铁絮凝剂和氧化钙等，该药剂的不足之处在于除磷效率偏低，投加量较大。除此之外，铝铁絮凝剂会腐蚀投药设备，氧化钙会很大程度上提高污水pH。

利用吸附材料(如粘土矿物，活性碳等)吸附废水中的磷，是一种简便高效的处理方法，膨润土以其良好的离子交换性和吸附性已经开始应用于污水化学除磷和水体富营养化除磷领域。但是天然膨润土对磷的吸附容量有限，吸附效果一般，需要加以处理以提升膨润土对磷的吸附性。镧是一种稀土元素，利用稀土元素作为吸附剂或改性材料所制备的除磷剂，对污水中的磷的去除具有效率高，稳定性好，操作简单，抗干扰力强，无毒，无二次污染等特点，是一种迅速、高效、持久、安全的除磷吸附材料。但现有技术中制备载镧除磷材料的方法步骤较多，制备过程较长，而且制备中往往涉及酸液、氨水等对环境容易造成污染的原料，其原料的储存和运输中安全隐患较多，对于设备的要求较高。如专利CN105289521A公开了一种载镧除磷吸附剂，制备方法中使用了异丙醇和氨水。载镧除磷吸附材料的制备目的是为了去除污水中磷污染，制备这类材料的过程中避免二次污染显得尤为关键，因此需要以更加环保和便捷的的方法制备吸附性优异的载镧除磷材料，且适合于投入大规模生产应用。

发明内容

本发明的任务是提供一种载镧改性膨润土除磷材料的制备方法，以制备载镧改性膨润土除磷材料。

实现本发明的具体技术方案是：

本发明提供的这种载镧改性膨润土除磷材料的制备方法，其步骤包括：对碱性环境下的氯化镧溶液超声，再将膨润土与其混合，然后搅拌、超声，最后经清洗、过滤、研磨、过筛，即得载镧改性膨润土除磷材料。

所述的这种载镧改性膨润土除磷材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)将LaCl₃溶液中加入碱溶液以调节LaCl₃溶液呈碱性，然后超声；

(2)将膨润土与步骤(1)所得产物混合，搅拌，然后超声；

(3)对步骤(2)中所得产物过滤清洗，然后烘干，再经研磨，过筛，即得载镧改性膨润土除磷材料。

步骤(1)所述的对碱性环境下的LaCl₃溶液超声可以按照以下步骤进行：在浓度为0.05-0.4mol/L LaCl₃溶液中加入浓度为0.5-2mol/LNaOH溶液，调节pH为8-12，超声2-10分钟。优选地，所述NaOH溶液浓度为1mol/L；所述的LaCl₃溶液浓度为0.1mol/L；所述的调节pH为10；所述的超声时间为2分钟。

步骤(2)中所述的将膨润土与步骤(1)所得产物混合可以按照以下步骤进行：将膨润土与(1)中所得溶液以固液比3:(20-80)g/mL的比例混合；步骤(2)中所述的超声时间可以是3-40分钟。优选地，所述的固液比为3：40g/mL；所述的超声时间为10分钟。