[发明专利]一种碱中和方法制备的施威特曼石及其应用

说明书

本发明公开了一种碱中和方法制备的施威特曼石及其应用，属于污水处理领域。本发明通过碱中和的方法制备的施威特曼石，其颗粒更小，比表面积更大，硫酸根官能团更多，应用于水中Cr(VI)的去除时，通过控制Cr(VI)溶液的pH，能够溶出更大量的硫酸根官能团，从而高效去除水中Cr(VI)。该方法操作简单，成本低，反应时间短，对环境不会产生二次污染，在去除水中Cr(VI)等重金属具有良好的应用前景。

技术领域

本发明属于污水处理领域，具体涉及一种碱中和方法制备的施威特曼石及其应用。

背景技术

铬是一种多价态的金属离子，广泛存在于自然界中，有二价、三价和六价。由于二价铬不稳定，故铬主要以正三价Cr(III)和正六价Cr(VI)两种形态存在，其价态不同对环境的影响和生物效应不同。其中三价铬是人体必需的微量元素，在正常补给剂量下无毒；而六价铬易穿过细胞膜被人体吸收，干扰人体的正常生理过程，对人体的皮肤、粘膜等有很强腐蚀性和致癌性，是致癌和致突变的诱发因子，其毒性比Cr(III)大100倍，已被国家列为优先处理的污染物。

目前去除水中Cr(VI)的常用的处理方法包括氧化还原沉淀法、离子交换法、生物法和吸附法等其中化学沉淀法通过引入还原剂将Cr(VI)离子转化为Cr(III)，再加入碱将Cr(III)离子转化为Cr(OH)₃沉淀，实现铬的去除。虽然该方法简单易行，但难以将Cr(III)离子的浓度降低到饮用水标准，且处理过程中会产生大量的污泥；离子交换法所使用的化学试剂量过高、分离比较困难且成本高；生物法需要特定的微生物菌种，对处理要求高；吸附法是利用吸附剂对重金属离子进行吸附、配位等原理实现对重金属离子的去除，此方法具有成本低、操作简单、高效、吸附量大且部分吸附剂具有良好的循环再生性的优点，被广泛应用，目前用于重金属离子去除的常见吸附剂包括沸石、活性炭、介孔二氧化硅、生物吸附剂等。

施威特曼石(Sch)是一种羟基硫酸铁矿物，普遍存在于酸性矿山废水中。施威特曼石能够通过吸附或共沉淀行为清除周边环境中重金属，影响着水体及周围土壤中污染物的迁移归趋，具有巨大的应用前景。研究发现，Sch的比表面积以及硫酸根官能团等结构性质是影响Cr(VI)吸附的主要因素。

目前，施威特曼石的制备方法主要包括生物法和化学合成法，生物法合成施威特曼石的方法中，所用菌种极易受到外界环境条件的影响，影响施威特曼石的制备速率；公开号为CN 110152689A的中国发明专利公开了一种高产率的施威特曼石的化学合成方法并用于去除水体中的四环素，但其比表面积仍然较小，不利于Cr(VI)的大量吸附。

因此，需要改进施威特曼石的合成方法以制备更大比表面积的施威特曼石，并用于去除水中的Cr(VI)。

发明内容

1.发明目的

本发明的目的是为了解决现有技术中化学合成的施威特曼石比表面积小及水中Cr(VI)的去除问题，提供一种碱中和方法制备对Cr(VI)表现出良好的吸附活性的施威特曼石，并同时提供一种高效去除水中Cr(VI)的方法。

2.技术方案

为了解决上述问题，本发明所采用的技术方案如下：

本发明提供了一种施威特曼石的制备方法，包括如下步骤：