[发明专利]用于去除废水中毒性金属离子的活化碳氟磷灰石

说明书

本发明涉及一种可用于去除废水中毒性金属离子经活化处理的碳氟磷灰石，属于矿物加工工程和环保技术领域。

近年来，Suzuki等人发现合成的羟基磷灰石能有效去除水溶液中的铅等毒性金属离子，其机理与晶格阴离子一毒性离子之间的离子交换作用有关。我们的研究表明，该去除能力与羟基磷灰石所含的类质同象取代碳酸根的含量呈正相关。

本发明的目的是基于上述的思路，对碳氟磷灰石进行活化处理，使其成为可去除废水中包括铅在内的毒性金属离子的新型环保材料，它不仅制备工艺简单，原料价格低廉且为源广泛，而且性能与羟基磷灰石相当，可望替代价格相对较高的现用材料。

本发明的技术方案为：它由以下原料和方法制备而成：以破碎后的碳氟磷灰石为原料，以强酸或强酸的混合物溶液为表面活化改性剂，以适宜的固液比将它们混合并在常温常压下进行一段时间的作用，然后经洗涤、过滤、烘干，得到表面活化的碳氟磷灰石。

上述方案中，碳氟磷灰石可选用廉价的天然碳氟磷灰石；强酸为盐酸，或硫酸，或硫酸、盐酸、硝酸的混合物，浓度为1—6M，作用时间通常为4—30分钟。

本发明表面活化的碳氟磷灰石，对含铅的水溶液进行铅离子去除实验，发现活化之后碳氟磷灰石去除毒性金属离子的能力明显增大，已接近于合成的羟基磷灰石。此外，活化碳氟磷灰石与含铅溶液作用后经XRD测定，其结果表明大部分已转化为铝磷灰石，它与pH＝5.0的水溶液作用16小时，溶出的Pb²⁺只有3.5ppm，故可废弃而不致造成二次污染。本发明具有制作工艺简单、原料价格低廉且来源广泛，产品性能良好的特点。本发明的表面活化碳氟磷灰石可用于去除水溶液中包括Pb、Fe、Zn、U、Cd、Sr、Ag、Ni、Co、V、Ti、Sc、Hg、Y镧系元素离子等毒性金属离子及综合回收。

以下介绍本发明的实施例。

实施例1：将100g左右粒度为-200目的碳氟磷灰石(含P₂O₃＝36.1％)与50ml浓度为1-6M的盐酸溶液作用4分钟，洗涤、过滤、烘干，得到活化的碳氟磷灰石。将其对浓度为1000mg/L的含铅溶液进行处理，在PH＝5.0，温度为20℃，静态作用时间2小时的条件下，铅的去除量可达200mg/g以上。

实施例2：将100g左右粒度为-200目的碳氟磷灰石与50ml浓度为1—6M的硫酸溶液作用10分钟，洗涤、过滤、烘干，得到活化的碳氟磷灰石，在常温常压和PH＝5.0，静态作用时间2小时的条件下，对浓度为5000mg/L的含铝溶液进行处理，铅的去除量可达800mg/g。