CN105536693A - 一种吸附剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种吸附剂及其制备方法，其特征是该吸附剂用于电镀废水的处理，制备方法包括以下步骤：A、将FCC废催化剂与粘土加水和酸性物质，调整pH值为3.0～5.0，在温度50～70℃下反应0.5～12小时，过滤，得滤料；B、将高岭土加水搅拌均匀制成浆液，滴加醋酸钾或乙二醇溶液，之后调pH值至9.0～11.0，在温度50～100℃下反应0.5～20小时，得反应物；C、将步骤A的滤料与步骤B的反应物混匀，通过挤条或滚球或压片等方式制成吸附剂。该方法制备流程简单，成本低廉，能够高效吸附电镀废水中的重金属离子和有机物杂质，处理方法简单，效果稳定，具有较好的应用前景。

Description

一种吸附剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种用于工业电镀废水的吸附剂及其制备方法，属于工业废水处理技术领域。
背景技术
在高度集中的现代化大工业迅猛发展的形势下，我国每年工业废水的排放总量已超过了600亿吨，而其中电镀废水的排放量达到50亿立方米，电镀废水的水质复杂，成分不易控制，其中含有铬、镍、铜、锌等重金属离子和有机物杂质等，有些属于致癌、致畸、致突变的剧毒物质，这些物质难以降解和破坏，排放于环境，在鱼类及其它水生生物体内以及农作物组织内富集，通过饮用水和食物链的作用，对人类产生严重的危害，使得电镀企业已成为全球三大重污染性工业之一。当前有50%的废水未经处理就直接排放，造成相当严重的危害和经济损失，开发高性能的新型吸附剂迫在眉睫。
目前电镀废水处理的方法主要有化学法、离子交换法、吸附法、反渗析法、生物法等，这些处理工艺流程长，投资大，运行成本高且稳定性差。因此研究开发廉价和高效的吸附剂势在必行。
在利用天然植物制备吸附剂方面，CN101905148A提出了一种重金属离子吸附剂的制备方法，利用我国南方丰富的木薯淀粉、北方生产的玉米淀粉等资源制成廉价、吸附效果好的新型吸附剂；CN103449623B公开了一种从工业废水中回收制备金属纳米材料的方法，是通过农副产品废弃物秸秆作为金属离子吸附剂，使金属离子在秸秆载体上吸附富集，将秸秆作为还原剂在高温下将吸附在上面的金属离子转化为纳米颗粒。
在利用天然矿物制备吸附剂方面，CN1865165A专利提供了一种利用膨润土与阳离子表面活性剂制备吸附剂的方法；CN104785202A专利提出了利用改性凹凸棒土作为吸附剂处理电镀废水等废水；CN103962092B专利利用改性火山石作为吸附剂吸附电镀废水。
在利用废弃物制备吸附剂方面，CN104785201A提出了一种混合改性粉煤灰吸附剂及其应用；陈芳艳等人对FCC废催化剂吸附工业废水中的重金属离子进行了研究。
上述文献通过不同方法制得电镀废水吸附剂，但从吸附剂表面结构的设计上看，主要是依赖吸附物质的天然表面和颗粒间堆积的间隙孔道，吸附能力较弱，从工艺上存在工序复杂、稳定性低或强度差的不足。
发明内容
本发明所解决的技术问题就是提供一种吸附剂及其制备方法，制备的吸附剂可作为低成本且处理效果稳定的电镀废水处理剂。
为实现上述目的，本发明的技术解决方案是：一种吸附剂及其制备方法，具体包括以下工艺步骤：
A、将FCC废催化剂与粘土加水和酸性物质，调整pH值为3.0～5.0，在温度50～70℃下反应0.5～12小时，过滤，得滤料；
B、将高岭土加水搅拌均匀制成浆液，滴加醋酸钾或乙二醇溶液，之后调pH值至9.0～11.0，在温度50～100℃下反应0.5～20小时，得反应物；
C、将步骤A的滤料与步骤B的反应物混匀，通过挤条或滚球或压片等方式制成吸附剂。
本发明步骤A所述的FCC废催化剂为催化裂化废催化剂、催化裂化装置上三级、四级旋风分离器和烟道气中的废催化剂细粉中的一种或几种。
本发明步骤A所述的粘土选自硅藻土、凹凸棒土、海泡石、膨润土的一种或几种。
本发明步骤B所述的高岭土加入量占总投料的10～50%。
与现有技术相比，本发明有以下的有益效果：
（1）吸附剂利用的原料之一是FCC废催化剂，FCC废催化剂约含有15%左右的沸石分子筛，有高岭土和氧化铝为主的硅铝载体，具有较大的比表面积和孔体积，这种多孔结构的材料具有较强的吸附性能和离子交换能力，用活化的FCC废催化剂吸附电镀废水中的重金属离子和有机物质，除去率高，符合“以废治废”的绿色环保理念，水处理成本较低，在环境治理方面有实际意义。
（2）吸附剂利用的原料之二是高岭土，利用高岭石的层状结构特征，选用合适的分子插入高岭石层间，形成高岭石插层复合物，这种复合物既具有粘土矿物特有的吸附性、分散性、流变性、多孔性和表面酸性，又加强了与有机化合物反应的活性，可增强吸附剂除去电镀废水中有机污染物的能力。
（3）吸附剂利用的原料之三是粘土，辅助粘土选自硅藻土、凹凸棒土、海泡石、膨润土的一种或几种，这几种材料在本专利提出的工艺处理下，进一步提升了吸附剂的吸附性能。
（4）利用本发明的工艺制成吸附剂，可高效除去电镀废水中的铬、镍、铜、锌、铁等重金属离子和硫化物，去除效果可达到90%以上；吸附剂制备方法简单，成本低廉；处理方法简单，不需要增加设备及工艺，降低处理成本，可带来可观的经济效益和良好的社会效益。
具体实施方式
下面的实施例将对本发明作进一步说明，但并不因此限制本发明。
1、吸附剂的制备
实施例1
（1）将30.6gFCC废催化剂、14.4g海泡石、11.0硅藻土加30ml水制成浆液，加入氯化铝7.5g，用盐酸调节浆液终点pH值为3.0，加热至65℃，反应3h，过滤，得滤料；
（2）将59.3g高岭土加20ml水制成浆液，滴加质量浓度50%的醋酸钾溶液90g，滴加时间1.0h，之后用氢氧化钠调整体系pH=9.0，升温至100℃，反应时间0.5h，得反应物料；
（3）将步骤（1）所得滤料与步骤（2）所得反应物料混匀，滚球成型制得吸附剂A。
实施例2
（1）将367gFCC废催化剂、257g膨润土加630ml水制成浆液，加入硫酸铝16.2g，用硫酸调节浆液终点pH值为4.0，加热至50℃，反应12小时，过滤，得滤料；
（2）将71g高岭土加70ml水制成浆液，滴加乙二醇溶液120g，滴加时间1.0小时，之后用硅酸钠调整体系pH=11.0，升温至50℃，反应时间20h，得反应物料；
（3）将步骤（1）所得滤料与步骤（2）所得反应物料混匀，挤条成型制得吸附剂B。
实施例3
（1）将7.6gFCC废催化剂、43.0g凹凸棒土加33ml水制成浆液，加入硝酸铝3.2g，用硝酸调节浆液终点pH值为5.0，加热至60℃，反应6小时，过滤，得滤料；
（2）将15.4g高岭土加11ml水制成浆液，滴加质量浓度50%的醋酸钾溶液52.0g，滴加时间0.5小时，之后用氢氧化钠调整体系pH=9.5，升温60℃，反应时间15h，得反应物料；
（3）将步骤（1）所得滤料与步骤（2）所得反应物料混匀，压片成型制得吸附剂C。
实施例4
（1）将81.6gFCC废催化剂、60.8g硅藻土加165ml水制成浆液，加入氯化铝24.8g，用盐酸调节浆液终点pH值为3.5，加热至70℃，反应0.5h，过滤，得滤料；
（2）将90g高岭土加37ml水制成浆液，滴加乙二醇溶液76g，滴加时间1.0h，之后用碳酸钠调整体系pH=9.0，升温至70℃，反应时间5h，得反应物料；
（3）将步骤（1）所得滤料与步骤（2）所得反应物料混匀，滚球成型制得吸附剂D。
实施例5
（1）将59.5gFCC废催化剂、6.7膨润土、5.1g凹凸棒土加90.7ml水制成浆液，用盐酸调节浆液终点pH值为4.5，加热至55℃，反应9h，过滤，得滤料；
（2）将14.2g高岭土加10ml水制成浆液，滴加质量浓度50%的醋酸钾溶液30.5g，滴加时间0.5h，之后用硅酸钾调整体系pH=10.0，升温至90℃，反应时间2h，得反应物料；
（3）将步骤（1）所得滤料与步骤（2）所得反应物料混匀，挤条成型制得吸附剂E。
2、电镀废水的处理
取实施例所制的吸附剂各1.0g，分别加入到100ml电镀废水中，调节pH值为6.0～7.0，放入恒温振荡器上，保持一定频率，振荡2h。反应后用移液管取5mL混合液离心分离，取上层清液，采用原子吸收分光光度仪分析溶液中重金属离子含量。各吸附剂的吸附结果见表1。
表1
从以上5个实施例及表1的处理结果看，本发明提供的吸附剂对电镀废水中的重金属离子和有机污染物具有较高的去除率，处理效果良好。

Claims (4)

1.一种吸附剂及其制备方法，其特征是该方法包括以下步骤：
A、将FCC废催化剂与粘土加水和酸性物质，调整pH值为3.0～5.0，在温度50～70℃下反应0.5～12小时，过滤，得滤料；
B、将高岭土加水搅拌均匀制成浆液，滴加醋酸钾或乙二醇溶液，之后调pH值至9.0～11.0，在温度50～100℃下反应0.5～20小时，得反应物；
C、将步骤A的滤料与步骤B的反应物混匀，通过挤条或滚球或压片等方式制成吸附剂。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于步骤A所述的FCC废催化剂为催化裂化废催化剂、催化裂化装置上三级、四级旋风分离器和烟道气中的废催化剂细粉中的一种或几种。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于步骤A所述的粘土选自硅藻土、凹凸棒土、海泡石、膨润土的一种或几种。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于步骤B所述的高岭土加入量占总投料的10～50%。
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