[发明专利]一种磷尾矿基磁性介孔硅酸钙复合材料及其应用

权利要求书

1.一种磷尾矿基磁性介孔硅酸钙复合材料，其特征在于：所述复合材料以固体废弃物磷尾矿为原料，磁性四氧化三铁为载体，十六烷基三甲基溴化铵为模版，采用水热合成法制得，其内部具有丰富的孔道结构和吸附位点；

所述复合材料通过以下步骤制得：

1)将磷尾矿与稀盐酸按比例混合后，开启搅拌，进行加热并充分反应后过滤、洗涤，得到滤渣和滤液，滤渣为硅渣，滤液为钙镁磷滤液；

2)向步骤1)中的钙镁磷滤液中滴加氨水调节溶液pH值，充分搅拌后过滤，得到滤液即为净化钙母液，过滤后固体作为磷酸镁铵缓释肥直接农用；

3)将步骤1)中硅渣与硅提取剂按比例混合碾磨混合均匀后转入刚玉坩埚中加入水加热搅拌蒸发水分，配置硅渣-硅提取剂混合体；

4)将步骤3)中装有硅渣-硅提取剂混合体的刚玉坩埚置于马弗炉中焙烧，然后自然冷却至室温后加入水，充分搅拌后过滤，滤液即为硅酸钠母液；

5)将步骤4)中硅酸钠母液、步骤2)中净化钙母液、Fe₃O₄纳米颗粒以及十六烷基三甲基溴化铵按比例混合，将得到的混合料浆转入反应釜中，在搅拌下充分水热反应，然后冷却至室温后磁性分离洗涤、烘干后即得到磷尾矿基磁性介孔硅酸钙复合材料。

2.如权利要求1所述的磷尾矿基磁性介孔硅酸钙复合材料，其特征在于：步骤1)中稀盐酸的质量浓度为15％，所述磷尾矿与稀盐酸的质量比为1:1～3；加热温度为60℃，反应时间为30分钟。

3.如权利要求1所述的磷尾矿基磁性介孔硅酸钙复合材料，其特征在于：步骤2)中所述氨水质量浓度为10～25％，调节溶液pH至4.5～7，搅拌时间30分钟。

4.如权利要求1所述的磷尾矿基磁性介孔硅酸钙复合材料，其特征在于：步骤3)中所述硅提取剂为氢氧化钠或碳酸钠固体颗粒，硅渣与硅提取剂的质量比为1:1.5～3.5。

5.如权利要求1所述的磷尾矿基磁性介孔硅酸钙复合材料，其特征在于：步骤4)中所述焙烧温度为750～1000℃，焙烧时间为20～60分钟，搅拌时间为30分钟。

6.如权利要求1所述的磷尾矿基磁性介孔硅酸钙复合材料，其特征在于：步骤5)所述混合料浆中Fe₃O₄与Si的摩尔比为1:3～7，Si与Ca的摩尔比为1:1～3，十六烷基三甲基溴化铵与Si的摩尔比为1:5～8，水热反应温度为130～200℃，水热反应时间为5～9小时。

7.权利要求1所述磷尾矿基磁性介孔硅酸钙复合材料在吸附及回收废水中磷的用途。

8.根据权利要求7所述的用途，其特征在于：所述磷尾矿基磁性介孔硅酸钙复合材料对废水中磷的吸附容量为25.18～45.37mg/g；吸附饱和后采用氢氧化钠溶液进行洗脱，洗脱液中的磷进行回收；洗脱后的磷尾矿基磁性介孔硅酸钙复合材料能够循环使用。