[发明专利]一种改性粉煤灰吸附剂及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种改性粉煤灰吸附剂及其制备方法和应用。本发明的改性粉煤灰吸附剂的制备方法，包括如下步骤：A）对粉煤灰进行磨粉、过筛，得到预处理粉煤灰；B）采用亚铁盐和铁盐在常温下对预处理粉煤灰进行一次改性，得到一次改性粉煤灰；C）采用氢氧化钙对一次改性粉煤灰进行二次改性，得到二次改性粉煤灰；D）对二次改性粉煤灰进行过滤、干燥、焙烧、粉碎，得到改性粉煤灰吸附剂。本发明的改性粉煤灰吸附剂生产成本低，对重金属的去除效率高，具有良好的经济和环境效益。

技术领域

本发明涉及环保技术领域，尤其是涉及一种改性粉煤灰吸附剂及其制备方法和应用。

背景技术

随着我国工业的快速发展，包括能源开采、发电、冶金、电镀、采矿等在内的各类工业生产活动都涉及大量含有重金属矿物和原料的加工使用，由此产生了大量的重金属污染废水，重金属污染对人体健康和环境安全危害的广泛性和持久性日益引起高度关注。

在重金属废水处理技术方面，传统的中和絮凝沉淀法主要是通过加入Ca(OH)₂、铝盐、铁盐、有机硫等传统水处理化学药剂来去除众多的重金属，然而这类处理过程涉及的化学机理单一，主要是以化学沉淀、吸附沉淀为主要机理，具有一定的局限性，特别是对于排放要求较高的重金属，仅仅通过化学沉淀很难达标。

电化学法，例如电渗析（electrodialysis）及电解絮凝（Electrofloculation）等，也可用于处理重金属废水。然而，尽管具有某些独特的优势，电化学法仍然面临一些经济技术障碍，运行控制复杂，处理出水往往无法满足最新的严格排放标准。

吸附法作为一种稳定有效的去除技术，在重金属废水处理中发挥重要作用。然而，目前应用较多的大部分是人工合成吸附剂，材料成本较高。同时，燃煤电厂每天产生大量的粉煤灰，粉煤灰具有天然多孔的性质，是一种良好的吸附材料基材，其对重金属的吸附效果不佳，因此需要将其改性为具有高吸附性能的吸附材料。

鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的目的在于提供一种改性粉煤灰吸附剂及其制备方法和应用，该改性粉煤灰吸附剂生产成本低，对重金属的去除效率高。

本发明提供一种改性粉煤灰吸附剂的制备方法，包括如下步骤：

A）对粉煤灰进行磨粉、过筛，得到预处理粉煤灰；

B）采用亚铁盐和铁盐在常温下对预处理粉煤灰进行一次改性，得到一次改性粉煤灰；

C）采用氢氧化钙对一次改性粉煤灰进行二次改性，得到二次改性粉煤灰；

D）对二次改性粉煤灰进行过滤、干燥、焙烧、粉碎，得到改性粉煤灰吸附剂。

本发明人经研究发现，在对粉煤灰进行改性时，若先采用亚铁盐和铁盐的混合改性剂进行一次改性时，不仅能够在常温下即可实现粉煤灰的一次改性，且改性效果显著提高，特别是针对重金属的去除效率大幅提升；此外，采用氢氧化钙进行二次改性，有利于增大粉煤灰颗粒的比表面积，使其表面粗糙化，进而提高改性粉煤灰吸附剂的吸附性能。

在步骤A）中，可以控制预处理粉煤灰的粒径为60-200微米；对粉煤灰进行磨粉、过筛以控制粉煤灰的粒径，有利于保证后续一次改性和二次改性的改性效果。

在步骤B）中，对所采用的亚铁盐和铁盐不作严格限制，亚铁盐例如硫酸亚铁等，铁盐例如氯化铁等。可以理解，在对预处理粉煤灰进行一次改性时，可以采用亚铁盐溶液和铁盐溶液进行，此外可视需要进行加水；其中，可以控制预处理粉煤灰的质量与亚铁盐和铁盐的总质量之比为（20-100）：1，优选为80-100：1，更优选为100：1；并且可以控制亚铁盐与铁盐的摩尔比为1：（1.5-2.5），优选为1：2。