[发明专利]一种载铁粉煤灰除砷吸附剂的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于水处理技术领域，尤其是涉及一种载铁粉煤灰制备吸附剂用以去除水中砷的应用方法。

背景技术

砷是一种原生质毒物，可以通过与酶和蛋白上面的巯基相互作用(使蛋白质和酶在细胞内变性)以及增加细胞内活性氧来引起细胞损伤产生毒性，具有广泛的生物效应。砷对人体的毒害作用，包括急性中毒、慢性中毒，还有致突变、致畸形、致癌变等三致作用。人体如果长期饮用高含量砷的地下水，砷会在人体内不断累积，造成全身乏力、恶心、以及皮肤病变和角质化等慢性中毒症状。研究发现，人体长期饮用砷含量高的水，可能会导致淋巴细胞染色体畸变的症状。

发明内容

本发明的目的正是为了克服现有地下水因各种复杂原因而有的含有砷的情况提供一种载铁粉煤灰除砷吸附剂的制备方法及应用，本发明以工业废弃物粉煤灰为原料，利用氢氧化钠和氯化铁制备一种新型的载铁粉煤灰作为水中除砷的吸附剂，改性过程条件温和，无污染，易控制，产率高。载铁粉煤灰吸附剂成本低廉、环境友好、吸附容量大，使用条件广泛，易于工业化和产业化生产。

粉煤灰是燃煤发电厂排放的一种固体废弃物。粉煤灰主要成分是二氧化硅、氧化氯、氧化钙等，颗粒多呈多孔型蜂窝状组织，具有粒径小、多孔及比表面积大的特点，粉煤灰含有大量的反应活性位点，对于水中重金属具有较好的吸附性能，因此是吸附的优良性材料。

本发明的技术方案为：一种载铁粉煤灰除砷吸附剂的制备方法，步骤为：

1)取45g-60g粉煤灰清洗除杂，烘干后过80-120目筛待用；

2)配制3-6mol/L的NaOH溶液和0.1-2mol/L的FeCl₃溶液；

3)向粉煤灰加入250-300ml的NaOH溶液，在40-80℃恒温水浴搅拌3-5小时，取出后水洗至中性；

4)球磨处理：向球磨机加入水洗到中性的粉煤灰，加入20-50ml的FeCl₃溶液，混合研磨1-5h，使粉煤灰填埋在改性剂中；

5)混合物在马弗炉中380-450℃煅烧4-6h；过80-120目筛，得到载铁粉煤灰。

本发明提供的载铁粉煤灰除砷吸附剂，具有如下优点：

1、本发明提供的除砷吸附剂，成本低廉，采用粉煤灰、氯化铁、氢氧化钠作为原料，均为常见廉价材料。

2、本发明提供的除砷吸附剂，耐酸性强，在偏酸性的环境下依然具有很强的吸附性能，本发明的吸附剂吸附容量为35-40mg/g。

3、本发明提供的除砷吸附剂，可再生能力强，吸附剂吸附完成后用0.1mol/L的NaOH溶液解析，再吸附吸附容量基本不变。

4、本发明提供的除砷吸附剂，吸附速率快，10分钟内就可以达到一个接近饱和的吸附量。

5、本发明提供的除砷吸附剂，制备过程条件温和，易操作。

6、本发明提供的除砷吸附剂，原料为工业废气物粉煤灰，成本低廉，环境友好，吸附效果好，既解决了工业废弃物粉煤灰的利用问题，又解决了废水中重金属的污染问题。

表1粉煤灰的化学成分

附图说明

图1为吸附时间对吸附性能的影响；

图2为pH对吸附性能的影响；

图3为初始浓度对吸附性能的影响。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步阐述，但本发明并不限于以下实施例。所述方法如无特别说明均为常规方法。所述反应物如无特别说明均能从公共商业途径而得。

实施例1

搭建试验装置台，将粉煤灰用去离子水清洗除杂，烘干后过100目筛，称取50粉煤灰，250ml浓度为3mol/L的NaOH溶液，40℃恒温水浴搅拌3小时，取出后水洗至中性；向碱处理的粉煤灰滴加20ml浓度为0.1mol/L的FeCl₃溶液，80℃条件下搅拌至干泥状，使粉煤灰填埋在改性剂中。混合物在温度80℃下干燥；烘干后过80目筛，得到载铁粉煤灰。

实验室中用Na₃AsO₄配制含砷废水，对于20ppm含砷废水吸附剂投加量为4g/L,振荡吸附2h，用带有滤头针管过滤，逐级稀释若干倍后用原子荧光光度计得到吸附平衡浓度，改性后的粉煤灰对砷的吸附率为93.4％。

实施例2