[发明专利]一种四氧化三铁/高岭土纳米复合材料去除污酸中砷的方法

说明书

本发明涉及一种四氧化三铁/高岭土纳米复合材料去除污酸中砷的方法，属于重金属污染治理技术领域。本发明利用FeCl₃•6H₂O和FeSO₄•7H₂O制备出含Fe₃O₄的混合物A，利用含Fe₃O₄的混合物A和高岭土纳米材料制备出Fe₃O₄/高岭土纳米复合材料；利用Fe₃O₄/高岭土纳米复合材料与污酸反应去除污酸中的砷。本发明将Fe₃O₄负载在高岭土纳米管表面，使得Fe₃O₄具有更好的分散性，从而可以吸附更多的砷离子。

技术领域

本发明涉及一种Fe₃O₄/高岭土纳米复合材料去除污酸中砷的方法，属于重金属污染治理技术领域。

背景技术

砷，俗称砒，是一种非金属元素，其化合物具有极强的毒性，对人体和动植物都有很强为危害。砷通过自然作用和人为作用大量存在于水资源和土壤中，这对人类和植物健康产生了极大的威胁。四氧化三铁，化学式Fe₃O₄。俗称氧化铁黑、吸铁石、黑氧化铁，为具有磁性的黑色晶体，故又称为磁性氧化铁。高岭土是一种非金属矿产，是一种以高岭石族粘土矿物为主的粘土和粘土岩。二者在处理含砷废水上都具有很好的效果。

目前应用较为广泛的污酸处理方法为石灰中和沉淀法，此法虽然工艺简单、处置成本低，但其在实际应用中无害化处置不彻底，二次危废渣量大。大量难处理和难堆存的废渣存放于环境中，不仅容易释放有毒元素污染环境，还会造成处理后的水硬度较高，难以回收利用，且废渣的处理成本昂贵。

发明内容

本发明针对现有技术存在的问题，提供一种Fe₃O₄/高岭土纳米复合材料去除污酸中砷的方法，即将Fe₃O₄均匀负载在高岭土纳米管表面形成Fe₃O₄/高岭土纳米复合材料，复合材料中Fe₃O₄中含有大量的Fe离子，Fe离子可与污酸中的As反应生成FeAsO₄复合物，将溶液中As离子络合住，从而达到除砷的效果；Fe₃O₄/高岭土纳米复合材料具有远高于Fe₃O₄的分散性，可以吸附并催化反应更多的砷离子。

一种四氧化三铁/高岭土纳米复合材料去除污酸中砷的方法，具体步骤如下：

（1）将FeCl₃•6H₂O与FeSO₄•7H₂O加入到碱性水溶液中混合均匀，再经水热反应得到含Fe₃O₄的混合物A；

（2）在步骤（1）含Fe₃O₄的混合物A中加入高岭土纳米材料得到混合物B，将混合物B搅拌反应4~6 h；

（3）在N₂气氛下，在混合物B中逐滴滴加NH₃•H₂O至溶液pH达到12~14；

（4）通过磁铁对步骤（3）反应产物进行分离得到磁性物质，磁性物质经洗涤并高温干燥10~12 h后得到Fe₃O₄/高岭土纳米复合材料；

（5）将步骤（4）制备好的Fe₃O₄/高岭土纳米复合材料与污酸混合，置于温度为40~50℃、搅拌条件下反应6~8 h，固液分离得到含砷固态物和滤液，含砷固态物堆存处理，滤液进行深度除砷处理。