[发明专利]一种包埋铁氧体的沸石材料及其制法和在重金属处理中的应用

说明书

本发明公开了一种包埋铁氧体的沸石材料及其制法和在重金属处理中的应用，其制法包括以下步骤：钼矿石加入氢氧化钠煅烧，然后加水离心取上清液，调节硅质量比，然后加入铁氧体粉末，超声分散；在加入偏铝酸钠控制物料比；353～473K下反应8～36h，得到包埋铁氧体的沸石材料。本发明的包埋铁氧体的沸石材料具有良好的环境稳定性和生物兼容性，能在吸附污染物之后通过添加磁场从介质中分离，是去除水中重金属污染可行的解决思路。

技术领域

本发明属于环境重金属处理领域，具体涉及一种包埋铁氧体的沸石材料及其制法和在重金属处理中的应用。

背景技术

目前，水环境重金属污染愈发严重。重金属广泛存在于自然界中，由于人类对重金属的开采和加工，造成重金属如铅、汞、镉、铬等进入水、土壤、大气中，引起严重的环境污染。重金属在水中不能被分解，人饮用后毒性放大，即使很低剂量也会对人体产生严重的危害。

镉是水环境中主要重金属污染物之一，过度摄入镉会导致人发生镉中毒，100mg便会引起急性中毒。即使是很少量摄入，镉进入人体后会富集在肝脏、胰腺、胃和甲状腺中，引起慢性中毒。我国《污水综合排放标准》及《生活饮用水水质卫生规范》中明确规定的镉的排放浓度和饮用水浓度限值分别为0.1ppm和5ppb。

重金属废水处理方法可以归纳为两大类：第一类是使废水中呈溶解状态的重金属转变成非溶解态，经沉淀和上浮从废水中去除，常见的方法有中和沉淀法、硫化物沉淀法、上浮分离法、离子浮选法、电解沉淀或电解上浮法、隔膜电解法、离子交换法等；第二类是将废水中的重金属在不改变其化学形态的条件下进行浓缩和分离，常见的方法包括反渗透法、电渗析法、蒸发法等，得到的是重金属的浓缩产物，仍具有使用价值。

利用吸附材料进行吸附是一种常用的处理重金属废水的有效措施，常见的吸附材料有沸石、活性炭等。吸附材料能改变介质酸碱度、提供特定官能团、具有优异的离子交换性能，能将重金属转变成非溶解态，再通过沉淀或过滤去除，但这种处理方式仍面临污染物浸出的环境风险，不能彻底解决问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种包埋铁氧体的沸石材料及其制法和在重金属处理中的应用，本发明在陈化之前加入铁氧体得到“包埋型”重金属去除材料，赋予了材料更好的磁吸附性，只需要添加磁场，便可将使用后的材料与介质分离，达到去除重金属和回收重金属去除材料的目的。

本发明的目的通过下述技术方案实现：

一种包埋铁氧体的沸石材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)将钼矿石磨碎过筛，加入稀酸溶液振荡反应，过滤取沉淀，烘干后加入氢氧化钠，煅烧，自然冷却后磨碎；

步骤(1)所述的过筛优选过300目筛；

步骤(1)中所述的稀酸溶液可为稀硫酸水溶液或稀盐酸水溶液，稀酸溶液的浓度优选为1mol/L；稀酸溶液的用量以在振荡条件下仍能完全浸没钼矿石为准，以固液质量比1:10为佳；

步骤(1)所述的振荡优选在240r·min^-1速度下、水平往复式振荡反应至少24h；

步骤(1)中，烘干后的钼矿石与氢氧化钠的质量比优选(0.6～1):1；

步骤(1)中所述的煅烧优选在723～873K煅烧1～3h。

(2)取步骤(1)产物加水溶解，离心取上清液，调节硅质量比，然后加入铁氧体粉末，超声分散；然后加入偏铝酸钠控制物料比，混匀；

步骤(2)所述的调节硅质量比是蒸发部分水分或添加水玻璃，使反应物料的摩尔比为(5.5～7.5)Na₂O:(2.5～3.0)SiO₂:212.4H₂O；