CN106140115A - 一种处理含铅废水的吸附剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提公开一种处理含铅废水的吸附剂及其制备方法，所述的处理含铅废水的吸附剂，按重量份计，主要是由以下成分组成：褐藻粉1‑8份、海绿石粉3‑10份、菱镁矿粉3‑5份、铝矾土3‑15份、(3‑巯基丙基)三乙氧基硅烷0.6‑4份、脱乙酰壳多糖1‑10份、改性聚羧酸盐1‑4份、重晶石粉2‑10份、聚合物粘合剂10‑50份、石英棉60‑100份，还可以包括：荞麦粉5‑20份、钛异丙醇0.3‑5份。本发明利用褐藻粉、海绿石粉、菱镁矿粉、铝矾土、(3‑巯基丙基)三乙氧基硅烷、脱乙酰壳多糖、聚合物粘合剂、荞麦粉、钛异丙醇，制备成的吸附剂颗粒，投入到含铅的水中，可以有效吸附铅，对环境无污染，而且本发明的吸附剂制造成本低，使用方便。

Description

一种处理含铅废水的吸附剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及烟气脱硫技术领域，具体是涉及一种处理含铅废水的吸附剂及其制备方法。
背景技术
由于现代工业的发展和人类的活动，全球范围内重金属的污染变得日益严重，我国也频现重金属污染事件，如血铅中毒和镉大米等污染事件。以铅为代表的重金属是一类可在生物体内蓄积的有毒元素，其进入环境后会在生物链中累积和富集，且不能被生物降解，可长期潜伏在环境中，并伴随食物链进入人体严重危害生命健康。随着社会经济的发展，重金属污染已受到广泛重视，目前水中重金属的去除方法主要有化学沉淀法、电浮选法、离子交换法、膜分离法和吸附法，其中吸附法由于其具有见效快、可再生回收、二次污染几率低等优点而备受重视。
重金属污染的治理方法现在主要有物理方法、化学方法和生物方法。其中物理方法和化学方法因其操作简便、材料易得而成为研究和应用的主要方法。吸附法具有原料来源广、吸附性能优良、适应性较高等优点，是一种应用前景很广阔的处理手段。吸附剂是吸附法中最重要的组成部分，吸附剂的吸附性能直接决定了吸附法的适用能力，因此，吸附剂的研究受到国内外的广泛关注。一方面对于某些吸附材料，尽管其具有优秀的吸附容量及离子交换容量，但并不能达到理想的处理效果，所以新型材料的制备成为众多科研工作者的研究重点；另一方面，一些吸附材料由于价格昂贵，运行成本高等因素而不能广泛应用。所以，开发研究一种处理效果好、价格低廉、运行成本低、适应范围广的吸附剂对目前含铅电池废水的处理有着深远意义。
发明内容
本发明解决的第一个技术问题是提供一种处理含铅废水的吸附剂。
本发明解决的第二个技术问题是提供一种处理含铅废水的吸附剂的制备方法。
本发明的解决上述第一个技术问题所采用的技术方案是：
一种处理含铅废水的吸附剂，按重量份计，主要是由以下成分组成：褐藻粉1-8份、海绿石粉3-10份、菱镁矿粉3-5份、铝矾土3-15份、(3-巯基丙基)三乙氧基硅烷0.6-4份、脱乙酰壳多糖1-10份、改性聚羧酸盐1-4份、重晶石粉2-10份、聚合物粘合剂10-50份、石英棉60-100份。
进一步地，所述的一种处理含铅废水的吸附剂，按重量份计，还包括：荞麦粉5-20份、钛异丙醇0.3-5份。
进一步地，所述海绿石粉的粒径为1-50微米，海绿石粉可有效清除水中的离子态金属离子。
进一步地，所述菱镁矿粉的粒径为1-50微米，菱镁矿粉具有较好的表面吸附性能。
进一步地，所述聚合物粘合剂选自，聚乙二醇，聚乳酸，聚乙烯醇。
进一步地，所述改性聚羧酸盐为改性聚羧酸盐XT-2000。
进一步地，所述重晶石粉的粒径为1-50微米。
本发明的解决上述第二个技术问题所采用的技术方案是：
一种处理含铅废水的吸附剂，其制备方法为：
(1)按所述配比称取褐藻粉1-8份、海绿石粉3-10份、菱镁矿粉3-5份、铝矾土3-15份、(3-巯基丙基)三乙氧基硅烷0.6-4份、脱乙酰壳多糖1-10份、聚合物粘合剂10-50份、荞麦粉5-20份、钛异丙醇0.3-5份，备用；
(2)将褐藻粉干燥至含水量低于3％，粉碎至1-50μm，待用；
(3)将铝矾土送入煅烧炉中煅烧，取出冷却，粉碎至1-50μm，得到煅烧铝矾土粉，待用；
(4)将荞麦粉置于烤箱中，于205℃的温度下烘烤20-23分钟，取出，冷却，得到改性荞麦粉，待用；
(5)将脱乙酰壳多糖用相当于其重量5-10倍的质量浓度为2-5％的乙酸溶液溶解，形成凝胶，依次加入褐藻粉、海绿石粉、菱镁矿粉、煅烧铝矾土粉、(3-巯基丙基)三乙氧基硅烷、改性聚羧酸盐、重晶石粉、改性荞麦粉、钛异丙醇，搅拌均匀，加入聚合物粘合剂，混匀，得到吸附剂芯，待用；
(6)将所述石英棉制成吸附剂支撑体，内部中空，其形状包括但不限于圆柱体形、棱柱体、椭球形、长方体形，再将所述吸附剂芯填充到所述石英棉制成的吸附剂支撑体内，即成。
进一步地，所述吸附剂支撑体的体积大小为0.5-2cm3。
本发明的有益效果是：本发明利用褐藻粉、海绿石粉、菱镁矿粉、铝矾土、(3-巯基丙基)三乙氧基硅烷、脱乙酰壳多糖、聚合物粘合剂、荞麦粉、钛异丙醇，制备成的吸附剂颗粒，投入到含铅的水中，可以有效吸附铅，对环境无污染，而且本发明的吸附剂制造成本低，使用方便。
具体实施方式
实施例1：
一种处理含铅废水的吸附剂，按重量份计，主要是由以下成分组成：褐藻粉1份、海绿石粉3份、菱镁矿粉3份、铝矾土3份、(3-巯基丙基)三乙氧基硅烷0.6份、脱乙酰壳多糖1份、改性聚羧酸盐1份、重晶石粉2份、聚合物粘合剂10份、石英棉60份。
其中，所述海绿石粉的粒径为1微米，海绿石粉可有效清除水中的离子态金属离子。所述菱镁矿粉的粒径为1微米，菱镁矿粉具有较好的表面吸附性能。所述聚合物粘合剂选自，聚乙二醇，聚乳酸，聚乙烯醇。所述改性聚羧酸盐为改性聚羧酸盐XT-2000。所述重晶石粉的粒径为1微米。
该处理含铅废水的吸附剂的制备方法为：
(1)按所述配比称取褐藻粉1份、海绿石粉3份、菱镁矿粉3份、铝矾土3份、(3-巯基丙基)三乙氧基硅烷0.6份、脱乙酰壳多糖1份、改性聚羧酸盐1份、重晶石粉2份、聚合物粘合剂10-50份、石英棉60份，备用；
(2)将褐藻粉干燥至含水量低于3％，粉碎至1μm，待用；
(3)将铝矾土送入煅烧炉中煅烧，取出冷却，粉碎至1μm，得到煅烧铝矾土粉，待用；
(4)将脱乙酰壳多糖用相当于其重量5倍的质量浓度为2％的乙酸溶液溶解，形成凝胶，依次加入褐藻粉、海绿石粉、菱镁矿粉、煅烧铝矾土粉、(3-巯基丙基)三乙氧基硅烷、改性聚羧酸盐、重晶石粉，搅拌均匀，加入聚合物粘合剂，混匀，得到吸附剂芯，待用；
(5)将所述石英棉制成吸附剂支撑体，所述吸附剂支撑体的体积大小为0.5cm3，内部中空，其形状包括但不限于圆柱体形、棱柱体、椭球形、长方体形，再将所述吸附剂芯填充到所述石英棉制成的吸附剂支撑体内，即成。
该吸附剂的使用方法为：向含铅水中投入该吸附剂颗粒，经实验验证，其对铅的吸收率达到90.6％。
实施例2：
一种处理含铅废水的吸附剂，按重量份计，主要是由以下成分组成：褐藻粉4.5份、海绿石粉6.5份、菱镁矿粉4份、铝矾土9份、(3-巯基丙基)三乙氧基硅烷2.3份、脱乙酰壳多糖5.5份、改性聚羧酸盐2.5份、重晶石粉6份、聚合物粘合剂30份、石英棉80份。
其中，所述海绿石粉的粒径为25微米，海绿石粉可有效清除水中的离子态金属离子。所述菱镁矿粉的粒径为25微米，菱镁矿粉具有较好的表面吸附性能。所述聚合物粘合剂选自，聚乙二醇，聚乳酸，聚乙烯醇。所述改性聚羧酸盐为改性聚羧酸盐XT-2000。所述重晶石粉的粒径为25微米。
该处理含铅废水的吸附剂的制备方法为：
(1)按所述配比称取褐藻粉4.5份、海绿石粉6.5份、菱镁矿粉4份、铝矾土9份、(3-巯基丙基)三乙氧基硅烷2.3份、脱乙酰壳多糖5.5份、改性聚羧酸盐2.5份、重晶石粉6份、聚合物粘合剂30份、石英棉80份，备用；
(2)将褐藻粉干燥至含水量低于3％，粉碎至25μm，待用；
(3)将铝矾土送入煅烧炉中煅烧，取出冷却，粉碎至25μm，得到煅烧铝矾土粉，待用；
(4)将脱乙酰壳多糖用相当于其重量7.5倍的质量浓度为3.5％的乙酸溶液溶解，形成凝胶，依次加入褐藻粉、海绿石粉、菱镁矿粉、煅烧铝矾土粉、(3-巯基丙基)三乙氧基硅烷、改性聚羧酸盐、重晶石粉，搅拌均匀，加入聚合物粘合剂，混匀，得到吸附剂芯，待用；
(5)将所述石英棉制成吸附剂支撑体，所述吸附剂支撑体的体积大小为1.25cm3，内部中空，其形状包括但不限于圆柱体形、棱柱体、椭球形、长方体形，再将所述吸附剂芯填充到所述石英棉制成的吸附剂支撑体内，即成。
该吸附剂的使用方法为：向含铅水中投入该吸附剂颗粒，经实验验证，其对铅的吸收率达到91.3％。
实施例3：
一种处理含铅废水的吸附剂，按重量份计，主要是由以下成分组成：褐藻粉8份、海绿石粉10份、菱镁矿粉5份、铝矾土15份、(3-巯基丙基)三乙氧基硅烷4份、脱乙酰壳多糖10份、改性聚羧酸盐4份、重晶石粉10份、聚合物粘合剂50份、石英棉100份。
其中，所述海绿石粉的粒径为50微米，海绿石粉可有效清除水中的离子态金属离子。所述菱镁矿粉的粒径为50微米，菱镁矿粉具有较好的表面吸附性能。所述聚合物粘合剂选自，聚乙二醇，聚乳酸，聚乙烯醇。所述改性聚羧酸盐为改性聚羧酸盐XT-2000。所述重晶石粉的粒径为50微米。
该处理含铅废水的吸附剂的制备方法为：
(1)按所述配比称取褐藻粉8份、海绿石粉10份、菱镁矿粉5份、铝矾土15份、(3-巯基丙基)三乙氧基硅烷4份、脱乙酰壳多糖10份、改性聚羧酸盐4份、重晶石粉10份、聚合物粘合剂50份、石英棉100份，备用；
(2)将褐藻粉干燥至含水量低于3％，粉碎至50μm，待用；
(3)将铝矾土送入煅烧炉中煅烧，取出冷却，粉碎至50μm，得到煅烧铝矾土粉，待用；
(4)将脱乙酰壳多糖用相当于其重量10倍的质量浓度为2-5％的乙酸溶液溶解，形成凝胶，依次加入褐藻粉、海绿石粉、菱镁矿粉、煅烧铝矾土粉、(3-巯基丙基)三乙氧基硅烷、改性聚羧酸盐、重晶石粉，搅拌均匀，加入聚合物粘合剂，混匀，得到吸附剂芯，待用；
(5)将所述石英棉制成吸附剂支撑体，所述吸附剂支撑体的体积大小为2cm3，内部中空，其形状包括但不限于圆柱体形、棱柱体、椭球形、长方体形，再将所述吸附剂芯填充到所述石英棉制成的吸附剂支撑体内，即成。
该吸附剂的使用方法为：向含铅水中投入该吸附剂颗粒，经实验验证，其对铅的吸收率达到92.0％。
实施例4：
一种处理含铅废水的吸附剂，按重量份计，主要是由以下成分组成：褐藻粉1份、海绿石粉3份、菱镁矿粉3份、铝矾土3份、(3-巯基丙基)三乙氧基硅烷0.6份、脱乙酰壳多糖1份、改性聚羧酸盐1份、重晶石粉2份、聚合物粘合剂10份、石英棉60份、荞麦粉5份、钛异丙醇0.3份。
其中，所述海绿石粉的粒径为1微米，海绿石粉可有效清除水中的离子态金属离子。所述菱镁矿粉的粒径为1微米，菱镁矿粉具有较好的表面吸附性能。所述聚合物粘合剂选自，聚乙二醇，聚乳酸，聚乙烯醇。所述改性聚羧酸盐为改性聚羧酸盐XT-2000。所述重晶石粉的粒径为1微米。
该处理含铅废水的吸附剂的制备方法为：
(1)按所述配比称取褐藻粉1份、海绿石粉3份、菱镁矿粉3份、铝矾土3份、(3-巯基丙基)三乙氧基硅烷0.6份、脱乙酰壳多糖1份、改性聚羧酸盐1份、重晶石粉2份、聚合物粘合剂10份、石英棉60-份、荞麦粉5份、钛异丙醇0.3份，备用；
(2)将褐藻粉干燥至含水量低于3％，粉碎至1μm，待用；
(3)将铝矾土送入煅烧炉中煅烧，取出冷却，粉碎至1μm，得到煅烧铝矾土粉，待用；
(4)将荞麦粉置于烤箱中，于205℃的温度下烘烤20分钟，取出，冷却，得到改性荞麦粉，待用；
(5)将脱乙酰壳多糖用相当于其重量5倍的质量浓度为2％的乙酸溶液溶解，形成凝胶，依次加入褐藻粉、海绿石粉、菱镁矿粉、煅烧铝矾土粉、(3-巯基丙基)三乙氧基硅烷改性聚羧酸盐、重晶石粉、改性荞麦粉、钛异丙醇，搅拌均匀，加入聚合物粘合剂，混匀，得到吸附剂芯，待用；
(6)将所述石英棉制成吸附剂支撑体，所述吸附剂支撑体的体积大小为0.5cm3，内部中空，其形状包括但不限于圆柱体形、棱柱体、椭球形、长方体形，再将所述吸附剂芯填充到所述石英棉制成的吸附剂支撑体内，即成。该吸附剂的使用方法为：向含铅水中投入该吸附剂颗粒，经实验验证，其对铅的吸收率达到92.1％。
实施例5：
一种处理含铅废水的吸附剂，按重量份计，主要是由以下成分组成：褐藻粉4.5份、海绿石粉6.5份、菱镁矿粉4份、铝矾土9份、(3-巯基丙基)三乙氧基硅烷2.3份、脱乙酰壳多糖5.5份、改性聚羧酸盐2.5份、重晶石粉6份、聚合物粘合剂30份、石英棉80份、荞麦粉12.5份、钛异丙醇2.65份。
其中，所述海绿石粉的粒径为25微米，海绿石粉可有效清除水中的离子态金属离子。所述菱镁矿粉的粒径为25微米，菱镁矿粉具有较好的表面吸附性能。所述聚合物粘合剂选自，聚乙二醇，聚乳酸，聚乙烯醇。所述改性聚羧酸盐为改性聚羧酸盐XT-2000。所述重晶石粉的粒径为25微米。
该处理含铅废水的吸附剂的制备方法为：
(1)按所述配比称取褐藻粉4.5份、海绿石粉6.5份、菱镁矿粉4份、铝矾土9份、(3-巯基丙基)三乙氧基硅烷2.3份、脱乙酰壳多糖5.5份、改性聚羧酸盐2.5份、重晶石粉6份、聚合物粘合剂30份、石英棉80份、荞麦粉12.5份、钛异丙醇2.65份，备用；
(2)将褐藻粉干燥至含水量低于3％，粉碎至25μm，待用；
(3)将铝矾土送入煅烧炉中煅烧，取出冷却，粉碎至25μm，得到煅烧铝矾土粉，待用；
(4)将荞麦粉置于烤箱中，于205℃的温度下烘烤21.5分钟，取出，冷却，得到改性荞麦粉，待用；
(5)将脱乙酰壳多糖用相当于其重量7.5倍的质量浓度为3.5％的乙酸溶液溶解，形成凝胶，依次加入褐藻粉、海绿石粉、菱镁矿粉、煅烧铝矾土粉、(3-巯基丙基)三乙氧基硅烷改性聚羧酸盐、重晶石粉、改性荞麦粉、钛异丙醇，搅拌均匀，加入聚合物粘合剂，混匀，得到吸附剂芯，待用；
(6)将所述石英棉制成吸附剂支撑体，所述吸附剂支撑体的体积大小为1.25cm3，内部中空，其形状包括但不限于圆柱体形、棱柱体、椭球形、长方体形，再将所述吸附剂芯填充到所述石英棉制成的吸附剂支撑体内，即成。
该吸附剂的使用方法为：向含铅水中投入该吸附剂颗粒，经实验验证，其对铅的吸收率达到94.5％。
实施例6：
一种处理含铅废水的吸附剂，按重量份计，主要是由以下成分组成：褐藻粉8份、海绿石粉10份、菱镁矿粉5份、铝矾土15份、(3-巯基丙基)三乙氧基硅烷4份、脱乙酰壳多糖10份、改性聚羧酸盐4份、重晶石粉10份、聚合物粘合剂50份、石英棉100份、荞麦粉20份、钛异丙醇5份。
其中，所述海绿石粉的粒径为50微米，海绿石粉可有效清除水中的离子态金属离子。所述菱镁矿粉的粒径为50微米，菱镁矿粉具有较好的表面吸附性能。所述聚合物粘合剂选自，聚乙二醇，聚乳酸，聚乙烯醇。所述改性聚羧酸盐为改性聚羧酸盐XT-2000。所述重晶石粉的粒径为50微米。
该处理含铅废水的吸附剂的制备方法为：
(1)按所述配比称取褐藻粉8份、海绿石粉10份、菱镁矿粉5份、铝矾土15份、(3-巯基丙基)三乙氧基硅烷4份、脱乙酰壳多糖10份、改性聚羧酸盐4份、重晶石粉10份、聚合物粘合剂50份、石英棉100份、荞麦粉20份、钛异丙醇5份，备用；
(2)将褐藻粉干燥至含水量低于3％，粉碎至50μm，待用；
(3)将铝矾土送入煅烧炉中煅烧，取出冷却，粉碎至50μm，得到煅烧铝矾土粉，待用；
(4)将荞麦粉置于烤箱中，于205℃的温度下烘烤23分钟，取出，冷却，得到改性荞麦粉，待用；
(5)将脱乙酰壳多糖用相当于其重量10倍的质量浓度为2-5％的乙酸溶液溶解，形成凝胶，依次加入褐藻粉、海绿石粉、菱镁矿粉、煅烧铝矾土粉、(3-巯基丙基)三乙氧基硅烷改性聚羧酸盐、重晶石粉、改性荞麦粉、钛异丙醇，搅拌均匀，加入聚合物粘合剂，混匀，得到吸附剂芯，待用；
(6)将所述石英棉制成吸附剂支撑体，所述吸附剂支撑体的体积大小为2cm3，内部中空，其形状包括但不限于圆柱体形、棱柱体、椭球形、长方体形，再将所述吸附剂芯填充到所述石英棉制成的吸附剂支撑体内，即成。
该吸附剂的使用方法为：向含铅水中投入该吸附剂颗粒，经实验验证，其对铅的吸收率达到96.5％。

Claims (9)

1.一种处理含铅废水的吸附剂，其特征在于，按重量份计，主要是由以下成分组成：褐藻粉1-8份、海绿石粉3-10份、菱镁矿粉3-5份、铝矾土3-15份、(3-巯基丙基)三乙氧基硅烷0.6-4份、脱乙酰壳多糖1-10份、改性聚羧酸盐1-4份、重晶石粉2-10份、聚合物粘合剂10-50份、石英棉60-100份。
2.如权利要求1所述的一种处理含铅废水的吸附剂，其特征在于，按重量份计，还包括：荞麦粉5-20份、钛异丙醇0.3-5份。
3.如权利要求1所述的一种处理含铅废水的吸附剂，其特征在于，所述海绿石粉的粒径为1-50微米。
4.如权利要求1所述的一种处理含铅废水的吸附剂，其特征在于，所述菱镁矿粉的粒径为1-50微米。
5.如权利要求1所述的一种处理含铅废水的吸附剂，其特征在于，所述聚合物粘合剂选自聚乙二醇、聚乳酸或聚乙烯醇。
6.如权利要求1所述的一种处理含铅废水的吸附剂，其特征在于，所述改性聚羧酸盐为改性聚羧酸盐XT-2000。
7.如权利要求1所述的一种处理含铅废水的吸附剂，其特征在于，所述重晶石粉的粒径为1-50微米。
8.如权利要求1所述的一种处理含铅废水的吸附剂，其特征在于，制备方法为：
(1)按所述配比称取褐藻粉1-8份、海绿石粉3-10份、菱镁矿粉3-5份、铝矾土3-15份、(3-巯基丙基)三乙氧基硅烷0.6-4份、脱乙酰壳多糖1-10份、改性聚羧酸盐1-4份、重晶石粉2-10份、聚合物粘合剂10-50份、石英棉60-100份、荞麦粉5-20份、钛异丙醇0.3-5份，备用；
(2)将褐藻粉干燥至含水量低于3％，粉碎至1-50μm，待用；
(3)将铝矾土送入煅烧炉中煅烧，取出冷却，粉碎至1-50μm，得到煅烧铝矾土粉，待用；
(4)将荞麦粉置于烤箱中，于205℃的温度下烘烤20-23分钟，取出，冷却，得到改性荞麦粉，待用；
(5)将脱乙酰壳多糖用相当于其重量5-10倍的质量浓度为2-5％的乙酸溶液溶解，形成凝胶，依次加入褐藻粉、海绿石粉、菱镁矿粉、煅烧铝矾土粉、(3-巯基丙基)三乙氧基硅烷、改性聚羧酸盐、重晶石粉、改性荞麦粉、钛异丙醇，搅拌均匀，加入聚合物粘合剂，混匀，得到吸附剂芯，待用；
(6)将所述石英棉制成吸附剂支撑体，内部中空，其形状包括但不限于圆柱体形、棱柱体、椭球形、长方体形，再将所述吸附剂芯填充到所述石英棉制成的吸附剂支撑体内，即成。
9.如权利要求8所述的一种处理含铅废水的吸附剂的制备方法，其特征在于，所述吸附剂支撑体的体积大小为0.5-2cm3。
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