[发明专利]一种硅酸钙吸附材料的制备方法及应用

说明书

本发明公开了一种硅酸钙吸附材料的制备方法及应用。该方法以废弃贝壳和玻璃为原料，预处理得氧化钙粉末和玻璃粉末，将氧化钙粉末、玻璃粉末和氢氧化钠按Ca：Si：Na的摩尔比为0.6～2.2：1：1.1～1.5加入反应容器中，再按水：固体质量比为10～30：1向反应容器中加入水，进行碱水热合反应。本发明的制备方法操作简单，原材料来源丰富且价格低廉，实现了废弃物的高值化再利用，提高了资源利用率，同时，制备出的硅酸钙吸附材料可作为处理水体污染物的高效廉价吸附剂，易于实现工业化生产，具有潜在的实际应用价值。

技术领域

本发明属于化工生产技术领域。更具体地，涉及一种硅酸钙吸附材料的制备方法及应用。

背景技术

目前，我国城市生活污水和工业废水不合理排放导致了严重的水污染问题，磷、氮等离子造成的水体富营养化，而铜、铅等重金属具有的高毒性、生物较难降解，均对人类和动植物造成严重的危害，它们是最常见的水污染之一。因此，迫切需要新的材料和方法去处理。

吸附法是一种常见的水体污染物去除方法，能有效的去除废水中多种污染物，具有效率高、成本低、无二次污染等优点，而吸附法的优劣关键在于吸附剂，常用的吸附剂有活性炭、粉煤灰、沸石、树脂等，但由于成本昂贵、吸附容量有限等原因，难以广泛推广应用。目前，众多研究发现硅酸钙对含磷污水，以及绝大多数重金属具有较好的吸附性，广泛的被用于污水处理。但是，由于拥有硅酸钙矿产的国家比较少，人工合成硅酸钙越来越受到人们的青睐。因此，迫切需要一种高效廉价的人工制备硅酸钙吸附材料的方法，以解决水污染问题。

随着人们日益对海生贝类动物需求量的增大，贝类养殖产量越来越大，废弃贝壳已经成为海洋沿岸及近海城市的重要污染源之一，仅仅我国福建省漳州市诏安县平均年产牡蛎就达9.2万吨，却留下了超过8万吨的牡蛎壳。据不完全统计，2016年湛江市年产贝壳达到1万吨以上(不包括牡蛎壳)，越来越多的未经处理的废弃贝壳被留下。而目前牡蛎壳的处理方式主要是用于铺路，或者是将牡蛎壳倾倒在海里，甚至将牡蛎壳堆积在街头巷尾，苍蝇蚊虫、刺鼻的味道将整个村落包围着。因此，牡蛎壳包围农村已经成为一个新的污染源和社会问题，但同时也为废弃贝壳的资源化再利用提供了巨大市场。

2008年我国玻璃总产量达到2870万吨，占世界总产量的48％，但在其生产过程中带来的大气污染物排放，以及大量废弃玻璃对土壤和水体污染等环境问题非常严重，因此对废弃玻璃进行高值化废物利用非常关键，对减少能耗和环境污染有重要意义。

因此，目前需要研发一种以废弃贝壳和玻璃为原料制备硅酸钙吸附材料的新工艺。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有吸附剂处理水体污染物的缺陷和不足，以及现有技术制备的硅酸钙材料成本昂贵、效率低、吸附容量有限且难以推广应用，应用废弃贝壳和玻璃来制备用于污水处理的硅酸钙吸附材料。

本发明目的是提供一种硅酸钙吸附材料的制备方法。

本发明另一目的是提供上述制备方法制备得到的硅酸钙吸附材料在去除水体污染物方面的应用。

为了实现上述目的，本发明是通过以下方案予以实现的：

本发明提供了一种硅酸钙吸附材料的制备方法，以废弃贝壳和玻璃为原料，预处理得氧化钙粉末和玻璃粉末，将氧化钙粉末、玻璃粉末和氢氧化钠按Ca：Si：Na的摩尔比为0.6～2.2：1：1.1～1.5加入反应容器中，再按水：固体质量比为10～30：1向反应容器中加入水，进行碱水热合反应。

所述制备方法以废弃贝壳和玻璃为原料，原材料来源充足、价格低廉；制备工艺简单，生产成本低；制备得到的硅酸钙吸附材料为白色粉末，粒径大小为50μm～200μm，其理化指标为：SiO₂质量含量≥41％，CaO质量含量≥41％，Na₂O质量含量≤0.05％，NaOH质量含量≤0.01％，F质量含量≤20mg/kg，Pb质量含量≤10mg/kg，pH为7～11，该硅酸钙吸附材料对水体污染物具有良好的吸附作用。