[发明专利]一种制备磁性海泡石的方法

说明书

(一)技术领域

本发明涉及海泡石，特别涉及一种制备磁性海泡石的方法。

(二)背景技术

环境保护对实现社会及经济的可持续发展具有重要意义。每年矿石采选、电镀、化工等行业排放的含重金属离子废水及印染、造纸、皮革行业排放的含有机物废水数量巨大，对环境的污染不容忽视，属于环境保护及治理的主要研究处理对象。

含重金属离子及含有机物废水的处理方法众多，其中应用较多的一种方法为采用具有离子交换、吸附性能的矿物作为废水中有害成分的吸附剂来处理上述废水，即先将矿物破碎、粉磨成粉体(粉体粒度一般应小于0.10mm)后投散于废水中，待矿物对废水中有害成分交换/吸附饱和后，经沉淀、过滤(或压滤)后回收矿物粉体，粉体再经一定的方法处理(如对含重金属离子废水采用酸洗脱、对含有机物废水可采用适宜温度煅烧)后即可再利用。

目前应用较多的矿物为阳离子交换容量大，具有丰富的孔道结构或较大的层间域的硅酸盐矿物，如海泡石等。海泡石作为一种具链层状结构的硅酸盐矿物，具有横截面积为0.37×1.06nm²(据结晶学与矿物学[下册]，潘兆橹主编)的通道结构及高达900m²/g的理论比表面积，因此其具有良好的吸附性及阳离子交换性能，可用于废水中重金属离子及有机物的去除剂。如中国专利CN1486940就公开了以活性炭、膨胀蛭石、海泡石、沸石、粉煤灰或其类似物的一种或多种任意比例的混合物为基材，添加一定量的造孔剂硫酸铵和水泥胶结剂，再经一定工艺即可制备具有亲水性好、生物挂膜效果好、比表面积大的复合填料，该复合填料广泛适用于生活污水、湖泊河流污水及工业废水处理。此外，从在线文献检索结果来看，海泡石，尤其是活化(酸处理或热处理或先酸处理后再热处理，可大大提高海泡石的比表面积)海泡石对废水中重金属离子和有机物的去除效果良好(MehmetAdsorption of a textile dye onto activated sepiolite，Microporousand Mesoporous Materials，2009，19：276-283；Mehmet等，Functionalizedsepiolite for heavy metal ions adsorption，Desalination，2008，230：248-268)。虽然采用海泡石对废水中有害成分具有良好的去除效果，但由于海泡石在处理废水时须先破碎、粉磨成海泡石粉体(粉体粒度一般应小于0.10mm)，因此海泡石处理废水后长时间悬浮于水中，难于快速回收再利用，这也制约了海泡石在废水处理领域的广泛应用。而事实中，水中的一些具磁性的微粒可在磁分离装置中能快速收集回收。据此，如能通过一定的方法在海泡石的表面/层间附载一些具有磁性的微粒，即可在海泡石处理废水后利用磁场的作用来快速回收海泡石。

因此，本发明选用活化海泡石(海泡石先经酸处理、再经热处理)作为废水中有害成分的去除剂、选用铁氧体作为磁性微粒，将活化海泡石对废水中重金属离子所具的良好离子交换吸附性能、对有机物所具的强吸附性能与铁氧体所具的磁性有机结合，即以活化海泡石为载体，通过化学共沉淀法将铁氧体附载于活化海泡石的表面/层间来制备既对重金属离子具有良好的离子交换吸附性能、又对有机物具强的吸附性能，同时兼具磁性的磁性海泡石。这将促进海泡石在废水处理领域的广泛应用，并提高其废水处理效率。

(三)发明内容

1、发明目的  本发明所要解决的关键技术问题是采用海泡石处理废水(含重金属离子废水、含有机物废水)后长期悬浮于水中而难于快速回收的问题，即提供一种制备磁性海泡石的方法。

本发明提出的用于废水处理的磁性海泡石是以先酸处理、再热处理而制得的活化海泡石为载体，采用化学共沉淀法将铁氧体附载于海泡石的表面/层间而制得既对重金属离子具有良好的离子交换吸附性能、对有机物具强的吸附性能，同时兼具磁性的磁性海泡石。但本发明不涉及具体的磁分离装置。

2、技术方案

(1)活化海泡石的制备

将纯度高于80％的海泡石原矿经破碎、粉磨至-0.10mm，加入到浓度为0.2～1.0mol/L的盐酸或硝酸或硫酸(固液比1∶1～1∶5)中，于常温～60℃下搅拌1～3h后，过滤，用去离子水充分洗涤滤渣至新滤出液中无酸根离子，滤渣于105℃下烘干制得酸处理海泡石。将酸处理海泡石加入刚玉坩埚中，置马弗炉中于300～500℃下恒温煅烧1～3h后取出，再经粉磨至-0.10mm，即制得活化海泡石。

(2)磁性海泡石的制备