[发明专利]一种利用高炉渣制备重金属吸附剂的方法及应用

说明书

一种利用高炉渣制备重金属吸附剂的方法及应用，该方法包括，将高炉渣浸水、过滤、烘干、研磨；将研磨产物与碱液反应，经抽滤，保留滤液记溶液1，将滤渣记固体1；调节溶液1pH，抽滤，滤液记为溶液2；滤渣加至碱液2，反应得澄清溶液3；将固体1在水中超声分散，得悬浮液1，向悬浮液1中加入溶液3，超声分散得悬浮液2，再添加溶液2，最后离心分离得吸附剂。本发明通过从高炉渣中分离出铝离子和硅酸根离子，然后将二者与处理后的高炉渣骨架混合，通过控制三者的用量和固化条件，制备出一种具有蓬松、颗粒状骨架，同时骨架表面覆盖一层凸起和“褶皱”的硅铝酸盐粗糙凝胶的吸附剂，比表面积大，对重金属具有良好的吸附率。

技术领域

本发明属于重金属污水处理技术领域，具体涉及一种利用高炉渣制备重金属吸附剂的方法及应用。

背景技术

我国是钢铁大国，钢铁产量为世界第一，高炉炼铁是最为普遍的炼铁方法，据不完全统计，在高炉炼铁的过程中，每生产1t铁便会排出350kg高炉渣，而利用率仅在70％～85％，与发达国家相比，我国高炉渣的回收率还处于较低水平。为了提高高炉渣的资源再利用率，经学者们对其进行了深入研究，根据化学成分和化学性质的多样化，常将其应用于机械、建筑、电子等领域。就目前而言，高炉渣已经利用于水泥、混凝土、废料、石膏、玻璃等生产生活材料的制备上，但途径单一，附加值较低，仍需开发高炉渣高值化利用技术。

重金属污染是废水污染中比较多见的一种，重金属被人体摄入后，会引发肾脏、肝脏损伤等各种疾病，因此重金属污染是当今社会面临的主要问题之一。现阶段去除水体中重金属离子的主要方法有离子交换、膜过滤、化学沉淀、吸附、电解法、高级氧化和反渗透等。吸附法是一种利用固体吸附剂去除废水中杂质的方法，这种方法的优势主要有反应过程速度快、吸附效率高、操作设施方便简单等，因此，越来越多的人使用这种方法进行废水中重金属杂质的去除。

近年来，处理重金属废水时应用较多的固体吸附剂有活性炭、农业固废、工业固废、以及天然吸附剂等。其中工业固废是作为重金属废水吸附剂比较热点的一个方向，公开的现有技术有专利CN200710175228.4公开了一种利用高炉渣制备的水处理剂及其制备方法，高炉渣包括：SiO₂：25-30％，CaO：40-45％，Al₂O₃：15-20％，MgO：10-20％，且(CaO+MgO)/(Al₂O₃+SiO₂)为1.08-1.5。将其和pH11的碱性水溶液按照固液比为1-∶51混和，过滤后在50-120℃干燥24-48h，取出，粉碎，最后过6-80m的标准筛。专利CN201811406908.7公开了一种改性高炉渣及其应用，该改性高炉渣通过如下步骤制得：将高炉渣球磨、筛分后，按固液比0.05～0.15:1加至酸性溶液中，振荡、过滤、离心、烘干后制得改性高炉渣；其应用于稀土溶液中金属离子的吸附。虽然上述技术吸附剂的制备方法简单，成本低廉，但其应用效果稍差，特别是对重金属离子的吸附率较低，金属离子得不到有效的回收和再利用，因此有必要进一步改进高炉渣吸附剂的制备方法，以期提高重金属离子的吸附率，使金属离子得到有效的回收和再利用，高炉渣也得到资源利用最大化。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种利用高炉渣制备重金属吸附剂的方法，该方法处理后的高炉渣具有蓬松、颗粒状的骨架，骨架表面覆盖一层凸起和“褶皱”的硅铝酸盐粗糙凝胶，这种结构的吸附剂比表面积大，对重金属具有良好的吸附率。

为实现上述目的，本发明采取的具体的技术方案如下：

一种利用高炉渣制备重金属吸附剂的方法，包括如下步骤：

S1：将高炉渣浸泡于水中，过滤、烘干，取出放于球磨机中，研磨，备用；

S2：将步骤S1所得研磨产物与碱液1混合，加热升温，然后保持恒温搅拌反应，最后冷却、抽滤，保留滤液记为溶液1，将滤渣用水洗至恒重，烘干备用记为固体1；