[发明专利]一种用于去除水体中镍离子的凹凸棒石吸附剂的制备方法

说明书

本发明涉及一种用于去除水体中镍离子的凹凸棒石吸附剂的制备方法，属于水处理技术领域。本发明采用分步处理的方法，分别对凹凸棒石中的有机质和碳酸盐进行去除，再对提纯的凹凸棒石进行酸活化和钠饱和，方法简单、成本低廉，得到的凹凸棒石吸附剂对重金属镍具有优良的吸附性能，吸附饱和后再经过热处理，重金属镍会参与形成更稳定的矿物相，阻断了逆向反应的发生。本发明的吸附剂可对水体中的重金属镍进行吸附固定，生成热力学上更稳定的顽辉石，从而实现重金属镍的永久固定，由于没有泄露和释放的风险，不需要大量投资进行长期的检测，减少了镍对水体的污染和对生命体的危害，可因地制宜实现重金属镍的就地固定，具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明涉及一种用于去除水体中镍离子的吸附剂的制备方法，属于水处理技术领域。

背景技术

镍作为生活中常见的重金属元素，具有一定的致敏性，对人体皮肤的危害最大，容易引起过敏性皮炎；人长期暴露在含低浓度镍的环境中，也会引起沙眼、慢性咽炎等症状；还对人体的呼吸道有刺激作用，易引起气管炎甚至肺炎；镍还具有一定的致癌性，调查表明，冶炼工人及镍矿矿工患上鼻咽癌和肺癌的几率比普通人更高。另外，63Ni作为一种放射性元素，也是核废料的主要元素之一，会造成核污染。

目前去除水体中的镍主要采用的方法包括电解法、膜滤法、沉淀法、离子交换树脂法、吸附法。电解法因其能耗大限制了其广泛应用。化学沉淀法能快速去除溶液中的大量重金属离子，但需要加入过量沉淀剂，而沉淀剂本身往往具有毒性，会带来新的污染，且该方法耗时较长、费用较高。离子交换树脂法可以用来浓缩溶液中的痕量金属，但离子交换树脂价格昂贵、成本高昂。相较于前几种传统的处理重金属离子的方法，吸附法不仅经济高效，而且对环境友好，是目前备受关注的一种处理方法。吸附法利用的是界面吸附的原理。界面吸附是指通过水溶液/矿物界面发生离子交换反应和表面络合作用等达到降低溶液中镍离子浓度和活性的目的。

凹凸棒石，又名坡缕石，是一种含水富镁的硅酸盐矿物，粘土矿物。其晶体形态呈棒状、纤维状，晶体结构呈链层状，具有独特的微孔和微通道构造。由于晶体结构的制约，凹凸棒石具有较好的吸附性、比表面积、离子交换能力等，因此，它在石油、化工、建材、农业、医药、造纸等行业均有广泛的应用，目前国内用量最大的领域是在油田的钻井泥浆、建材涂料、食用油脱色等。

研究发现，提纯后的凹凸棒石具有更大的比表面积、特殊的形貌、结构及表面属性，这说明凹凸棒石在吸附应用上有非常大的潜质。但是，天然凹凸棒石往往含有大量的有机质、碳酸盐等杂质，纤维及颗粒之间相互胶结，难以分散分离，这也就大大降低了其比表面积及吸附能力。另外，凹凸棒石纤维在水溶液中悬浮性很好，这就使得吸附后的凹凸棒石难以从水溶液中被分离出来，也大大限制了凹凸棒石在废水处理领域的应用。目前凹凸棒石的提纯工艺主要是把球磨后的矿浆进行超声分散(或加入分散剂分散)，低速离心后倾倒上清液，去掉底层杂质取中间层浆液的方法。该方法并不能去除一些细粒级的有机质和碳酸盐，产物对水体中重金属镍的吸附量依然比较低。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术中上述不足，提供一种用于去除水体中镍离子的凹凸棒石吸附剂的制备方法，该方法以天然凹凸棒石为原料，对天然凹凸棒石进行提纯后，再进行一系列处理，制备方法简单，制得的吸附剂对水体中镍离子能很好的进行吸附和固定，用量少，吸附量高。

技术方案

一种用于去除水体中镍离子的凹凸棒石吸附剂的制备方法，包括如下步骤：

(1)将块状凹凸棒石破碎并研磨至50目以下，然后将凹凸棒石粉末加入到双氧水溶液中，料液比为1:18～25，搅拌20～30h后过滤，用去离子水清洗滤渣3～5次后，将滤渣离心，得到去除有机质后的凹凸棒石；

(2)将步骤(1)的去除有机质后的凹凸棒石加入到稀盐酸溶液中，料液比为1:18～25，搅拌20～30h后过滤，用去离子水清洗滤渣3～5次后，将滤渣离心，得到去除碳酸盐后的凹凸棒石；