[发明专利]热改性凹凸棒石吸附剂及制法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及环境保护的污水处理和地下水净化领域，进一步地说，是涉及一种热改性凹凸棒石吸附剂及其制备方法和应用。 

背景技术

重金属是指比重大于4或5的金属，约有45种，通常的重金属污染，主要指汞、铅、镉、铬以及砷等生物毒性显著的环境污染，还包括一定毒性的重金属如锌、铜、钴、镍、钒等，而核工业所排放的废水中，则通常更多的含有铀、锶、铯、钚、钍、镭等放射性重金属元素。这些重金属元素主要源自核能发电产生的废弃物中。据日本原子力产业会议公布的世界核能发电现状的年度调查，世界正在运行的核电站有439座，合计功率达3.8505亿千瓦；建设中的核电站有36座，合计功率为3140.5万千瓦；计划建造的核电站为39座，合计功率为4006万千瓦。按照国务院通过的核电发展中长期规划，到2020年，我国核电装机容量将达到4000万千瓦，与目前我国核电发电量906万千瓦相比将翻两番。按照国际上通用的估算方法和参数，每座100万千瓦标准的轻水堆将产生550m³/a的低中放废物，可见核电的高速发展会产生大量的核废物。这些核废物在水气动力作用下进入周围环境，可能污染的对象包括大气、土壤、地表水和地下水，尤其以进入到地下水产生的危害最大，难以控制。这些重金属元素在地下水中会发生复杂的化学反应，其中包括氧化-还原反应、沉淀-溶解反应、吸附-解吸反应等，使最初的存在形态发生变化，影响其在地下水中的浓度和迁移特性，更增加了其处置的复杂程度。这些重金属元素一旦进入到地下水，还会通过饮水(约占总摄入量的64％)和食物链的富集作用等途径进入人体，诱发各种疾病。 

铀元素主要蓄积于肝脏、肾脏和骨骼中，以化学毒性和内辐照两种形式对人体造成损伤，化学毒性根据剂量的大小，可引起急性或慢性中毒，诱发各种疾病。内辐照是由于进入到人体中的铀会释放α射线，小剂量的慢性内辐照可能引起脱发、皮肤红斑、白血球减少、白内障等疾病；大剂量的急性内辐照会引起急性放射病，如大面积出血、细菌感染、贫血、内分泌失调等，后期效应可能引起癌症、DNA变异等，极端剂量在很短的时间内可导致死亡。 

锶元素具有亲骨分布的特点，易被机体吸收，主要沉积在骨骼的无机盐部分。沉积于骨内的放射性锶通过内辐照作用于骨骼和骨髓，对人体危害较大，且难排出体外。通过呼吸道进入机体的锶，通常在肺部的浓度较大，肺中的巨噬细胞吞噬了放射性微粒后，可形成电离密度高的放射源，并迅速散布至全身。长时间超过允许范围的小剂量外辐照或内辐照，可能引起神经系统调节功能、心血管功能、免疫功能的障碍，甚至引起癌变。 

铯元素在人体中均匀分布，主要滞留在全身的软组织，尤其是肌肉中。放射性铯同位素对人体的影响主要取决于辐射强度、暴露时间和受影响的人体细胞种类等。高辐射的放射源可能会引起急性放射病症，例如：恶心、疲倦、呕吐以及毛发脱落等。如果受到1Sv的辐射剂量的直接照射，可以引起癌变，甚至导致死亡。 

为降低水环境的生态风险，需要去除污染地下水中高浓度的放射性重金属元素。目前常规的水处理方法有物理、化学、生物法以及上述方法的组合处理方法。与传统的复杂工艺相比，吸附工艺具有工艺简单、处理效果稳定、价格低廉等优点。 

专利公开号为200410020879介绍了一种利用WK吸附材料处理重金属及放射性金属离子的方法，专利公开号为200810000889介绍了一种利用氧化型疏水葡甘聚糖吸附材料处理重金属及放射性核素的方法，两种方法均对重金属及放射性金属离子有较高的去除率，充分体现了吸附材料的高吸附性能，但两者所用的原材料种类多，制备工艺繁杂。且WK吸附材料需装填进吸附柱中进行吸附，对吸附的条件要求较高，难以推广使用。因此，急需一种新型、经济的吸 附材料用于污染地下水中放射性重金属元素的去除。土壤类吸附材料因为价格低廉、种类繁多，成为目前研究的热点。国内外有关放射性重金属元素的吸附研究采用天然土壤类吸附材料，包括膨润土、泥炭、花岗岩等，但天然土壤类吸附材料存在吸附容量低，吸附浓度范围有限，不适宜去除水体中高浓度的放射性重金属。 

发明内容

为解决现有技术中存在的问题，本发明提供了一种热改性凹凸棒石吸附剂及其制备方法和应用。用于处理污染地下水中的放射性重金属类化合物。 

本发明的目的之一是提供一种热改性的凹凸棒石吸附剂的制备方法。 

所述方法包括： 

提纯后的凹凸棒石置于马弗炉中，在高温下灼烧，取出后得到改性后的凹凸棒石吸附剂。 

可采用以下步骤： 

(1)凹凸棒石提纯