CN103263891A - 一种有效处理重金属废水的改性粉煤灰的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种改性粉煤灰去除废水中重金属离子的方法，改进方法简单易实施，且饱和吸附剂能够通过盐酸解吸，重复利用，对环境达到以废治废的效果。本发明属废水处理技术领域。本发明的一种处理重金属废水的改性粉煤灰的制备方法包括有六个步骤：（1）调配粉煤灰浆料；（2）加浮选药剂；（3）浮选；（4）分离；（5）过滤；（6）烘干。最终制得改性粉煤灰。含Cu废水其Cu(II)去除率达97%。

Description

一种有效处理重金属废水的改性粉煤灰的制备方法

技术领域

本发明公开了一种改性粉煤灰去除废水中重金属离子的方法，改进方法简单易实施，且饱和吸附剂能够通过盐酸解吸，重复利用，对环境达到以废治废的效果。本发明属废水处理技术领域。

背景技术

重金属是常见的环境污染物,主要来源采矿、冶金、化工、电镀、皮革等工业排放的废水和固体垃圾填埋厂的滤液。重金属主要通过食物链进入人体并在人体内积累,产生很强的污染生态效应。对重金属废水的处理,以及对其中有用金属的回收一直以来都是研究领域的研究热点。目前，对重金属废水的处理方法有化学沉淀法、电解法、氧化还原法、蒸发浓缩法、膜分离法及吸附法等。化学沉淀法会产生大量污泥，造成二次污染；电解法、氧化还原法、蒸发浓缩法耗能大成本高；膜分离法不但去除效率低，而且处理成本高；而吸附法因操作简便，处理效果好而得到广泛应用。吸附法通常采用的吸附剂为纯活性炭，尽管去除废水中重金属离子的效果非常好，但成本较高。考虑到电厂排放的粉煤灰中含有大量的未燃烧炭，具有活性炭的基本吸附性能，在废水处理方面的研究和应用亦有文献报道。粉煤灰应用于废水处理,具有操作简便、效果好、成本低廉等优势。改性处理能大大提高粉煤灰的吸附性能,并能有效吸附水溶液中的重金属离子。基于以废治废思想，本发明提出将粉煤灰中含有的未燃烧炭进行浮选富集，得到一种改性粉煤灰，并用于处理重金属废水。

发明内容

针对现有技术存在的缺陷，本发明的目的是提供环保且低成本有效去除重金属废水的吸附剂改性粉煤灰，该改性粉煤灰制作简便，经济易行，能达到纯活性炭去除重金属废水的效果。

为达到上述目的，本发明一种有效处理重金属废水的改性粉煤灰的制备方法，其特征在于具有以下的过程和步骤：

a. 调配浆料：用天平称取一定质量的粉煤灰，置于1000mL烧杯中，再用量筒量取一定体积自来水，倒入烧杯中，用玻璃棒搅拌，混匀，配制实验用一定料浆浓度的粉煤灰浆液，贮存，待用；浮选过程中，料浆浓度选定为35%的粉煤灰浆液； 

b. 加浮选药剂：取一定体积的粉煤灰浆液，加入浮选机浮选槽后，开动浮选机搅拌2min，之后加入800g/t煤油作为捕收剂，搅拌2min，再加入700g/t的2号油搅拌2min；

c. 浮选：开动浮选机或在浮选机开动的情况下，打开通风机阀门，通过浮子流量计调节进空气的流量，进行浮选；浮选时间为20min,浮选机充气量为0.35 m³·m² min^-1；

d. 分离：浮选结束后，关机，用刮板刮出上浮的气泡于塑料小盆中，也可在浮选进行时边浮选，边刮取产品，直至气泡刮完为止；

e. 过滤：取一定数量的滤纸，烘干，称重，置于真空抽滤机中，夹紧；把分离的产品放在夹好滤纸的抽滤机中过滤，得滤料；

f. 烘干：将上述过滤后的产品置于烘箱中加热100℃左右，烘至恒重，即得改性粉煤灰。

附图说明

图1为本发明中的改性粉煤灰的制备流程图。

具体实施方式

现将本发明的实施例叙述于后。

实施例参见图1，该改性粉煤灰的制备方法，具体步骤如下所述：

a. 调配浆料：用天平称取一定质量的粉煤灰，置于1000mL烧杯中，再用量筒量取一定体积自来水，倒入烧杯中，用玻璃棒搅拌，混匀，配制实验用一定料浆浓度的粉煤灰浆液，贮存，待用；浮选过程中，料浆浓度选定为35%的粉煤灰浆液。 

b. 加浮选药剂：取一定体积的粉煤灰浆液，加入浮选机浮选槽后，开动浮选机搅拌2min，之后加入800g/t煤油作为捕收剂，搅拌2min，再加入700g/t的2号油搅拌2min。

c. 浮选：开动浮选机或在浮选机开动的情况下，打开通风机阀门，通过浮子流量计调节进入空气的流量，进行浮选；浮选时间为20min，浮选机充气量为0.35 m³·m² min^-1。

d. 分离：浮选结束后，关机，用刮板刮出上浮的气泡于塑料小盆中，也可在浮选进行时边浮选，边刮取产品，直至气泡刮完为止。

e. 过滤：取一定数量的滤纸，烘干，称重，置于真空抽滤机中，夹紧。把分离的产品放在夹好滤纸的抽滤机中过滤，得滤料。

f. 烘干：将上述过滤后的产品置于烘箱中加热100℃左右，烘至恒重，即得改性粉煤灰。

本发明改性粉煤灰的性能及其处理效果（包括处理方法）

1.粉煤灰经浮选后制得的改性粉煤灰，测得其比表面积为29.50m²·g^-1，孔容为0.032cc·g^-1，孔径为1.048nm。相较于粉煤灰（比表面积4.94m²·g^-1，孔容0.025cc·g^-1，孔径1.128nm），其比表面积增加了五倍左右。用扫描电镜分析粉煤灰和改性粉煤灰的结构特性，可以看出粉煤灰活性炭的平均粒度在250                                               

左右，且多为不规则多孔玻璃碎屑体，相较于粉煤灰（平均粒度10

左右），有丰富的孔隙结构和比表面积，与纯活性炭的结构相似。

2．粉煤灰经浮选富集后制得的改性粉煤灰，孔隙度和比表面积显著增大。在pH 5、吸附时间60min的条件下，纯活性炭、改性粉煤灰和粉煤灰对含Cu(II)废水Cu的去除率依次为100%、97%和78.7%，充分说明浮选制得的吸附剂吸附性能已接近纯活性炭。用Langmuir等温方程和Freundlich等温方程拟合等温吸附数据，拟合结果表明Cu(II)在改性粉煤灰材料上的吸附过程用Langmuir模型描述更为准确，在室温下，Cu(II)的饱和吸附量为33.22mg·g^-1。

3．Cu饱和的改性粉煤灰，用0.2mol·L^-1浓度的HCl清洗解析3h效果最好。在饱和吸附和解析连续重复十次后，再生的改性粉煤灰的吸附容量下降20%；而在相同条件下，活性炭的吸附容量下降18%。因此，改性粉煤灰具有可与纯活性炭相比的较好吸附再生性能，可循环使用。

粉煤灰是一种重要的环境污染物质。由粉煤灰浮选富集制得的改性粉煤灰用于含金属废水的治理，不仅效果好、成本低，还是粉煤灰资源化利用的重要途径，具有明显的经济效益和环境效益，有很好的应用前景。 

Claims (1)

1.一种有效处理重金属废水的改性粉煤灰的制备方法，其特征在于具有以下的过程和步骤：

a. 调配浆料：用天平称取一定质量的粉煤灰，置于1000mL烧杯中，再用量筒量取一定体积自来水，倒入烧杯中，用玻璃棒搅拌，混匀，配制实验用一定料浆浓度的粉煤灰浆液，贮存，待用；浮选过程中，料浆浓度选定为35%的粉煤灰浆液； 

b. 加浮选药剂：取一定体积的粉煤灰浆液，加入浮选机浮选槽后，开动浮选机搅拌2min，之后加入800g/t煤油作为捕收剂，搅拌2min，再加入700g/t的2号油搅拌2min；

c. 浮选：开动浮选机或在浮选机开动的情况下，打开通风机阀门，通过浮子流量计调节进空气的流量，进行浮选；浮选时间为20min,浮选机充气量为0.35 m³·m² min^-1；

d. 分离：浮选结束后，关机，用刮板刮出上浮的气泡于塑料小盆中，也可在浮选进行时边浮选，边刮取产品，直至气泡刮完为止；

e. 过滤：取一定数量的滤纸，烘干，称重，置于真空抽滤机中，夹紧；把分离的产品放在夹好滤纸的抽滤机中过滤，得滤料；

f. 烘干：将上述过滤后的产品置于烘箱中加热100℃左右，烘至恒重，即得改性粉煤灰。

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