[发明专利]一种去除水中铅离子的磷酸铝中空微球复合吸附材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种去除水中铅离子的磷酸铝中空微球复合吸附材料及其制备方法，属于环境保护中的污水净化处理领域。

背景技术

铅是一种有毒的重金属，在有色金属矿物中常常伴有一定含量的铅，因此有色金属冶炼过程中所排出的废水中铅离子浓度往往比较高，如不进行处理，将给环境造成极大污染，对居住在受铅污染水源地的居民的身体健康也将造成极大危害。目前除去水中铅离子的主要方法有：吸附法，沉淀法，离子交换法。吸附法主要有利用高强聚乙烯醇螯合纤维、稻米壳等比表面积高的材料通过吸附作用去除水中的铅离子。沉淀法主要有利用羟基磷灰石、聚合氯化铝或聚合硫酸铝等作为混凝剂，在碱性条件下通过沉淀作用去除水中的铅离子，也可加入足够的硫化物通过生成硫化铅沉淀物而除去。离子交换法主要是利用一些材料中的钙离子与铅离子通过离子交换达到去除铅离子的目的。其中吸附法是一种常用的方法，具有操作简单，去除效率高等优点。但传统的吸附剂对铅的选择性吸附性能较差，导致其对铅的吸附效果受其他共存杂质离子的影响很大。为了获得性能更优良的除铅吸附材料，近年来，人们研究开发了二氧化锰改性沸石、淀粉/二氧化硅中空微球复合材料、棉花负载二氯氧锆复合吸附材料等新型吸附剂。

发明内容 为获得一种价格低廉、选择性吸附能力强的除铅吸附剂，本发明提供了一种由磷酸铝中空微球、稻壳灰为主要组分通过造粒而成的新型复合吸附材料，并用于去除含铅废水中的铅离子。

配方如下(各组分均为质量百分数)：

磷酸铝中空微球5～40％ 稻壳灰30～70％

凹凸棒粘土粉5～10％ 木质素磺酸盐1～10％

水余量

所述的磷酸铝中空微球的粒径为1～15微米。

所述的凹凸棒粘土粉的粒径为100～200目。

所述的木质素磺酸盐为木质素磺酸钠或木质素磺酸钙。

所述的凹凸棒粘土粉和木质素磺酸盐作为造粒粘结剂。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

先将磷酸铝中空微球、稻壳灰、凹凸棒粘土粉、木质素磺酸钙、水按一定比例(以质量百分数计)在卧式搅拌机上搅拌混合均匀；然后将搅拌均匀后的物料通过皮带输送机送入造粒机(可用转鼓造粒机)进行造粒；再将造粒机造好的颗粒送入转筒烘干机把颗粒内含的水分烘干；最后将烘干后的物料冷却至室温，即可得到磷酸铝中空微球/稻壳灰复合吸附材料。

本发明中的复合吸附材料制备工艺简单方便，成本低。吸附除铅的原理是复合吸附材料中的磷酸铝中空微球比表面积大，对铅具有选择性吸附，而且吸附效率高。

具体实施方式

实施例1 先将磷酸铝中空微球(40％)、稻壳灰(40％)、凹凸棒粘土粉(5％)、木质素磺酸钙(5％)、水(10％)按比例在卧式搅拌机上搅拌混合均匀；然后将搅拌均匀后的物料通过皮带输送机送入转鼓造粒机进行造粒；再将造粒机造好的颗粒送入转筒烘干机把颗粒内含的水分烘干；最后将烘干后的物料冷却至室温，即可得到磷酸铝中空微球/稻壳灰复合吸附材料。

将1g该吸附材料放入体积为100mL浓度为50mg/L含有铅、铜等重金属离子的水中，调节pH为6.0～7.0，吸附60min，吸附后铅离子的去除率达99％以上。

实施例2 先将磷酸铝中空微球(5％)、稻壳灰(70％)、凹凸棒粘土粉(5％)、木质素磺酸钠(5％)、水(15％)按比例在卧式搅拌机上搅拌混合均匀；然后将搅拌均匀后的物料通过皮带输送机送入转鼓造粒机进行造粒；再将造粒机造好的颗粒送入转筒烘干机把颗粒内含的水分烘干；最后将烘干后的物料冷却至室温，即可得到磷酸铝中空微球/稻壳灰复合吸附材料。

将3g该吸附材料放入体积为100mL浓度为50mg/L含有铅、铜等重金属离子的水中，调节pH为6.0～7.0，吸附60min，吸附后铅离子的去除率达99％以上。

实施例3 先将磷酸铝中空微球(20％)、稻壳灰(50％)、凹凸棒粘土粉(5％)、木质素磺酸钙(10％)、水(15％)按比例在卧式搅拌机上搅拌混合均匀；然后将搅拌均匀后的物料通过皮带输送机送入转鼓造粒机进行造粒；再将造粒机造好的颗粒送入转筒烘干机把颗粒内含的水分烘干；最后将烘干后的物料冷却至室温，即可得到磷酸铝中空微球/稻壳灰复合吸附材料。

将1g该吸附材料放入体积为100mL浓度为50mg/L含有铅、铜等重金属离子的水中，调节pH为6.0～7.0，吸附60min，吸附后铅离子的去除率达99％以上。