[发明专利]一种用于重金属废水处理的改性凹凸棒土滤料及制备方法

说明书

本发明公开了一种用于重金属废水处理的改性凹凸棒土滤料及制备方法。所述改性凹凸棒土滤料由以下步骤制得：a、将凹凸棒土粉末、硅烷偶联剂加入水中超声分散处理，制得改性凹凸棒土；b、与亚氨基二琥珀酸四钠混合得到混合物；c、将加入硅溶胶并造粒，制得用于重金属废水处理的改性凹凸棒土滤料。所述方法具有以下有益效果：本发明通过利用亚氨基二琥珀酸四钠改性凹凸棒土滤料，制得的滤料比表面积大，吸附能力强，又增强了对重金属离子的螯合作用，大大增大了对重金属离子的吸附量，还可多次回收利用，不会对环境产生二次污染。

技术领域

本发明涉及废水处理领域，具体涉及重金属废水处理滤料，尤其是涉及一种用于重金属废水处理的改性凹凸棒土滤料及制备方法。

背景技术

重金属污染主要指是指汞、铅、镉、铬和砷等生物毒性显著的重金属的环境污染，还包括具有一定毒性的重金属如锌、铜、钴、镍、锡、钒等。它们在水体中积累到一定的限度就会对水体，水生植物、动物系统产生严重危害，并有可能通过食物链影响到人类的生命健康。重金属废水主要来源于矿山、冶炼、电子、电镀、化工、机械制造等工业排放的废水，这些废水对儿童和成人的身体健康甚至生命安全可能产生严重影响，可能引发多种病症，如痛风，关节痛及畸形，肾脏受损，生长发育迟缓，动脉硬化，结蒂组织变性等。因此，含有重金属的废水必须处理达标后才能排放。

常用的处理重金属废水的办法有化学法、物理吸附法、生物法。其中，物理吸附法具有操作简单、快速有效、处理成本低的特点，得到了广泛的应用。凹凸棒土中存在大量的羟基官能团，将其用于吸附污水中重金属离子时，发生络合作用，羟基与溶液中的重金属离子形成配位键，从而将金属离子吸附于凹凸棒土的表面而沉淀去除。同时，凹凸棒土中的无机阳离子也可与水体中的重金属离子发生离子交换作用达到去除重金属离子的目的。除络合作用和离子交换作用外，凹凸棒土吸附重金属离子过程中还存在静电吸附作用，当带正电荷的重金属离子与带负电荷的凹凸棒土接触时，两者之间的静电作用也会导致重金属离子的去除。因此，将凹凸棒土用于重金属废水处理的研究和应用广受关注。

专利申请号201510115419.6公开了一种新型凹凸棒土的制备方法及其处理重金属废水的方法，该方法以凹凸棒土为原料，通过预处理、酸改性、负载Fe₃O₄、活化热处理等工艺对凹凸棒土进行改性，改性后的凹凸棒土/Fe₃O₄复合材料具有比表面积大、吸附能力和胶体性强等优点。

专利申请号201610200746.6公开了一种碱改性凹凸棒土吸附剂及其制备方法，该碱改性凹凸棒土吸附剂是通过用碱性化合物、石灰和凹凸棒土拌合，煅烧后获得碱改性凹凸棒土吸附剂材料。该碱改性凹凸棒土吸附剂包含以下按重量计材料：提纯凹凸棒土1~2份；碱性化合物0.5~1份；石灰1~2份。该吸附剂材料可用于吸附去除水溶液中的重金属离子及其化合物。

专利申请号201710244103.6公开了一种改性凹凸棒土吸附剂及制备方法，吸附剂包括如下组分：改性凹凸棒石粘土、聚丙烯酰胺改性石墨烯及适量溶剂。制备方法包括：先将凹凸棒石粘土预处理除去泥浆和杂质，然后在经过盐酸改性，最后将酸改性后的凹凸棒石粘土和聚丙烯酰胺改性石墨烯加入到锥形瓶中，加水，搅拌均匀，然后超声30~50min，真空抽滤，然后置于真空干燥箱中干燥，研磨至粒径为100~200目，即得所述改性凹凸棒石吸附剂。

专利申请号201410383581.1公开了一种改性凹凸棒土重金属离子吸附剂，由下列重量份的原料制成：硫酸铵1~2重量份、水玻璃2~3重量份、丙二酸2~3重量份、分层膨胀蛭石6~9重量份、香茅醇0.2~0.4重量份、带氨基的硅烷偶联剂1~2重量份、羧甲基纤维素钠1~2重量份、凹凸棒土100~120重量份、水适量重量份、助剂5~10重量份、2~3%氢氧化钠溶液20~30。

由此可见，现有技术中天然的凹凸棒土对重金属的吸附容量比较有限，用于重金属废水处理时，还需通过改性处理进一步优化其吸附性能，实现对重金属离子的针对性去除，但传统的的改性技术方法效果并不理想，影响了凹凸棒土在重金属废水处理领域的应用。