[发明专利]一种形成核壳结构包覆固化水体中镉离子的方法

说明书

本发明公开了一种固化水体中镉离子的方法，特别是一种形成核壳结构包覆固化水体中镉离子的方法，包括了向含镉离子的水体中依次添加硫酸钠、硝酸钙，搅拌混匀；采用气水混合机向水体中通入二氧化碳气体；将水体静置1～3h，固液分离。本发明利用硫酸根协同增强硫酸钙形成了以碳酸镉为核壳，以硫酸钙为核层的核壳结构。该方法具有如下优势：形成的硫酸钙包裹外壳，不仅薄而致密且可包裹较大浓度的镉；形成的核壳结构固体具有较强的耐酸碱性，且可直接通过静置分离去除，可有效降低水体中的镉含量。

技术领域

本发明涉及固化水体中镉离子的方法，特别是一种形成核壳结构包覆固化水体中镉离子的方法。

背景技术

镉为一种性质柔软、有金属光泽的蓝白色过渡金属，其熔点为320.9℃，沸点765℃，相对密度为8.650g/cm³。自然存在形式的金属镉是无毒的，但是镉的一些化合物却有极大的毒性，人体镉中毒时，其的组织和器官将受到很大的毒害作用，还易引起高血压、骨折、骨质松软、肺气肿、内分泌失调和肾炎等多种病症。含镉的污染水是导致人体镉中毒的一个重要途径，被镉污染过的水毒性很大，当水体中镉的质量浓度达到0.001mg/L时，水中的生物，因长期生活在高浓度镉中，累积摄入了大量的镉，会导致大批量死亡。我国在《地表水环境质量标准》 (GB3838)中严格规定了各类水体中镉浓度的限值，一类水的镉含量限值为1μg /L；镉能够在微生物和农作物内蓄积，人类食用农作物时，镉进入人体，从而对人体健康造成危害，我国在《农田灌溉水质标准》(GB5084)中规定，灌溉水中的镉含量限值为5μg/L；对于排放含镉污染水，我国在《污水综合排放标准》 (GB8978)中对排放浓度做了规定，以及在《污水排入城市下水道水质标准》 (CJ3082)也做了相关规定，含镉废水的排放浓度不得超过100μg/L；人们饮用水过程中会将镉直接带入体内，因而饮用水中的镉含量与人类的健康与生存紧密相关。世界卫生组织颁布的《饮用水水质标准》中对水中镉浓度做了规定，其最大的浓度不得超过3μg/L。因此，降低水体中的镉浓度具有重要的现实意义。

现有技术中，已经公开了一些降低水体中镉离子的方法。

如中国专利(申请号201210527847.6)公开了一种利用高锰酸钾、硝酸钙改性棉花去除水体中镉的方法，该方法包括：(1)制备改性棉花：按每500mL去离子水中加入1.00～2.00g高锰酸钾、5.36～5.54g硝酸钙、5.0g脱脂棉的标准将高锰酸钾、硝酸钙、脱脂棉于去离子水中搅拌均匀，恒温25摄氏度振荡反应 12～24h后，烘干，即得到改性棉花；(2)除镉过程：按100～250mL，50～100ppm 的含镉废水中加入0.50-1.0g改性棉花的标准向含镉废水中添加改性棉花，并在常温下使含镉废水以频率135-145rpm振荡7-24小时。该处理工艺简单可行，且改性棉花对镉的吸附能力急剧增加，具有良好的应用价值。但是该工艺不仅造成了大量的棉花资源浪费，残留的锰离子也容易产生新的污染源，对治理条件要求较高。

如中国专利(申请号201210531505.1)公开了一种去除污水中镉的方法，该方法把含镉废水引入絮凝沉淀池内，加入聚合氯化铝和聚丙烯胺按絮凝剂对悬浮颗粒物进行絮凝沉降处理；去除悬浮颗粒物后的含镉废水流经装有改性凹凸棒土的吸附塔；每次对处理后的吸附填料先用碱液反冲洗，再用废酸冲洗；对含镉冲洗液进行浓缩，再加入过量的硫化钠进行沉淀处理。该处理工艺除镉效果较显著，但是工艺流程繁琐，运行成本高昂。

如中国专利(申请号：03125232.X)公开了一种利用岩矿材料治理重金属废水的方法，该方法将含镉的废水首先通入C0₂气体进行碳酸化，然后用废水冲洗粉碎的菱铁矿，并使废水在粉碎的菱铁矿中的滞留时间保持在1小时以上，接着流经粉碎的石灰岩，从出水口流出。其中，待处理的废水经过粉碎的石灰岩时向石灰岩中压入轻微的空气流。该发明具有工艺流程简单，运行费用较低，无污泥产生等优点，但是该方法对水体中的微量镉去除效果并不显著，还需进一步的处理。

发明内容