本發(fā)明涉及一種制取重金屬鉻吸附劑的方法及應(yīng)用,屬于制取重金屬吸附劑技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù):
磷石膏是磷肥生產(chǎn)過程中的副產(chǎn)物,我國(guó)磷石膏堆存量已超過2.5億噸,并以每年6000萬t的速度增長(zhǎng),其資源化利用的主要方向?yàn)榻ú漠a(chǎn)品的制造,但利用率不到20%,堆存的磷石膏不僅占用了大量土地,而且還造成了環(huán)境污染。此外,也給排放企業(yè)帶來比較沉重的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。磷石膏在利用上可以用于處理重金屬?gòu)U水,是一種以廢治廢的方法,但未經(jīng)改性的磷石膏處理重金屬?gòu)U水主要依靠吸附作用,但其吸附容量與比表面積均較低,直接用來處理含重金屬?gòu)U水不能達(dá)到國(guó)家《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB8978-1996)中的重金屬排放要求。在公開號(hào)為CN103908949A的專利中公開了一種污泥基活性炭的制備方法及處理電鍍含鉻廢水的方法;該方法為將污泥干燥、活化、微波處理、洗滌、烘干步驟后制成吸附劑,該方法主要使制得的吸附劑比表面積和孔徑增大,從而提高對(duì)廢水中鉻的吸附能力。在公開號(hào)為CN103657595A的專利中公開了一種利用廢棄茶葉制作吸附包及處理廢水中鉻的方法;該方法通過親水性聚丙烯膜作為外包膜,包裹廢棄茶葉粉包制得吸附劑包后用于吸附廢水中的鉻,該吸附劑主要通過茶葉的多孔結(jié)構(gòu)吸附廢水中的鉻。上述重金屬鉻吸附劑制作方法簡(jiǎn)單,成本低廉。但是僅通過利用并提高吸附劑本身的比表面積及孔徑的方式吸附廢水中的重金屬鉻,存在一定的局限性。本發(fā)明通過添加十六烷基三甲基溴化銨(HDTMA)對(duì)磷石膏進(jìn)行改性,制取新型吸附劑,可以大幅度提升磷石膏表面電性,從而提高吸附性能,同時(shí)可以達(dá)到以廢治廢的目的。國(guó)外已有研究證明,未進(jìn)行改性的磷石膏具有一定的吸附特性,在適宜的條件下對(duì)重金屬離子具有一定的吸附性能,從而實(shí)現(xiàn)了磷石膏的資源化綜合利用。但目前國(guó)內(nèi)外尚無利用十六烷基三甲基溴化銨(HDTMA)改性磷石膏制取重金屬鉻吸附劑的報(bào)道研究。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的在于提供一種制取重金屬鉻吸附劑的方法,具體包括以下步驟(1)將磷石膏采用去離子水洗滌至中性,減壓抽濾后,在60-90℃環(huán)境中干燥12-24h,研磨磷石膏樣品至160-200目得到預(yù)處理后的磷石膏;(2)按十六烷基三甲基溴化銨與去離子水質(zhì)量比為1:4-1:6的比例將十六烷基三甲基溴化銨添加至去離子水中,在25~30℃環(huán)境下,攪拌0.3-1.5h,配制成有機(jī)改性溶液;(3)按每1ml步驟(2)中得到的有機(jī)改性溶液中添加5~10g預(yù)處理后的磷石膏的比例將預(yù)處理得到的磷石膏加至有機(jī)改性溶液中,于25-30℃下攪拌0.5-2h,減壓抽濾,用蒸餾水洗滌2-5次至中性,得到濾餅,在60-90℃下干燥12-24h,研磨后過160-200目篩,得到吸附劑。本發(fā)明的另一目的在于將制取的重金屬鉻吸附劑用于吸附重金屬鉻,包括以下步驟:將吸附劑以投加量為5-10g/L,廢水濃度為30~50mg/L,室溫25~30℃,pH=7~8,混合并攪拌,接觸60-120分鐘后過濾,并測(cè)定處理后的濾液中鉻離子的含量。本發(fā)明的有益效果:(1)本發(fā)明利用十六烷基三甲基溴化銨對(duì)磷石膏進(jìn)行處理,可以改變磷石膏的表面電性,增加對(duì)重金屬鉻的吸附能力;(2)本發(fā)明制取得到的重金屬鉻吸附劑,可實(shí)現(xiàn)對(duì)重金屬離子復(fù)合溶液中鉻離子的高度專一性吸附,且總體吸附量較高,吸附劑對(duì)重金屬鉻的吸附量可達(dá)45.4mg/g,因而對(duì)含鉻工業(yè)廢水的治理和水環(huán)境的改善具有重要的實(shí)際意義;(3)本發(fā)明操作條件簡(jiǎn)單,且吸附劑成品產(chǎn)率極高,產(chǎn)率可達(dá)到99%。具體實(shí)施方式下面結(jié)合具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明,但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不限于所述內(nèi)容。實(shí)施例1(1)將磷石膏采用去離子水洗滌3次至中性,減壓抽濾后,在60℃環(huán)境中干燥24h,研磨磷石膏樣品至160目得到預(yù)處理后的磷石膏;(2)將5g十六烷基三甲基溴化銨(HDTMA)溶于20g去離子水中,在25℃下攪拌0.3h,得到有機(jī)改性溶液;(3)按每1ml步驟(2)中得到的有機(jī)改性溶液中添加5g預(yù)處理后的磷石膏的比例將預(yù)處理得到的磷石膏加至有機(jī)改性溶液中,于25℃下攪拌2h,減壓抽濾,用蒸餾水洗滌2次至中性,得到濾餅,在60℃下干燥12h,研磨后過160目篩,得到HDTMA改性吸附劑。(4)將吸附劑以投加量為5g/L,廢水濃度為30mg/L,室溫25℃,pH=7,混合并攪拌,接觸60分鐘后過濾,處理后的濾液中鉻的含量為2.5mg/L。實(shí)施例2(1)將磷石膏采用去離子水洗滌3次至中性,減壓抽濾后,在80℃環(huán)境中干燥18h,研磨磷石膏樣品至180目得到預(yù)處理后的磷石膏;(2)將5g十六烷基三甲基溴化銨(HDTMA)溶于25g去離子水中,在28℃下攪拌1h,得到有機(jī)改性溶液;(3)按每1ml步驟(2)中得到的有機(jī)改性溶液中添加8g預(yù)處理后的磷石膏的比例將預(yù)處理得到的磷石膏加至有機(jī)改性溶液中,于28℃下攪拌0.5h,減壓抽濾,用蒸餾水洗滌2次至中性,得到濾餅,在75℃下干燥18h,研磨后過180目篩,得到HDTMA改性吸附劑。(4)將吸附劑以投加量為8g/L,廢水濃度為40mg/L,室溫28℃,pH=8,混合并攪拌,接觸90分鐘后過濾,處理后的濾液中鉻的含量為1.8mg/L。實(shí)施例3(1)將磷石膏采用去離子水洗滌3次至中性,減壓抽濾后,在90℃環(huán)境中干燥12h,研磨磷石膏樣品至200目得到預(yù)處理后的磷石膏;(2)將5g十六烷基三甲基溴化銨(HDTMA)溶于30g去離子水中,在30℃下攪拌0.3h,得到有機(jī)改性溶液;(3)按每1ml步驟(2)中得到的有機(jī)改性溶液中添加10g預(yù)處理后的磷石膏的比例將預(yù)處理得到的磷石膏加至有機(jī)改性溶液中,于30℃下攪拌1h,減壓抽濾,用蒸餾水洗滌2次至中性,得到濾餅,在90℃下干燥24h,研磨后過200目篩,得到HDTMA改性吸附劑。(4)將吸附劑以投加量為10g/L,廢水濃度為50mg/L,室溫30℃,pH=8,混合并攪拌,接觸120分鐘后過濾,處理后的濾液中鉻的含量為1.2mg/L。