CN107899537A - 一种碱式磷酸铜吸附材料及其制备方法 - Google Patents

一种碱式磷酸铜吸附材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种碱式磷酸铜吸附材料，CuO的含量为32～43wt％，PO2的含量为20～26wt％，碱式磷酸铜颗粒的平均粒径为0.7～2.8μm。制备方法，将硝酸铜与去离子水混合，并搅拌一段时间，得到初级溶液；将磷酸氢铵和去离子水混合，并也搅拌一段时间；向溶液中加入氨水，继续搅拌一段时间，得到次级溶液；将所述次级溶液加入到所述初级溶液中，然后置于水浴加热装置中，继续搅拌一段时间，然后过滤得到初级固体产物；将所述初级固体产物用去离子水洗涤，然后进行干燥一段时间，得到碱式磷酸铜吸附材料。本发明碱式磷酸铜杂质含量小，纯度高，粒径均匀度好，形貌好，对黄药具有很好的吸附能力。

Description

一种碱式磷酸铜吸附材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及选矿废水处理的环保领域，具体为一种碱式磷酸铜吸附材料及其制备方法。
背景技术
我国自改革开放以来，随着国外技术的引进和国内市场环境日趋成熟，在过去的30年中，工业得以迅猛的发展。工业的高歌猛进促进了经济的腾飞，但不容忽视的是，长期以来，我国产业结构重工业化导致资源、能源高消耗，对环境造成了高污染。大气污染、工业废水的危害已经严重影响着人们的身体健康。污染，已经成为最大的民生问题，调整产业结构、严格节能减排已经刻不容缓。
矿业作为我国国民经济的支柱，每年消耗大量的水资源。据报道，全球每年经过浮选处理的矿石有20亿吨，相应也产生了大量的浮选废水，其中硫化矿浮选会产生大量的含黄药的废水，黄药是硫化矿浮选中使用最为有效和广泛的捕收剂。大部分黄药会随浮选的结束进入泡沫产品，废水中的残余黄药如果不经处理直接排放，会对环境造成很大的危害。目前，国内外对于黄药废水的治理主要集中在污染控制方面，化学分解，吸附，生物分解等方法已经被应用于去除残余黄药。这些方法创意新颖、各有优劣，例如化学方法一般会存在二次污染的问题，而生物方法则需要花费较长的时间降解黄药，效率较低。吸附法吸附效率相对较高，并且无污染，因此在废水处理中日益得到推广。但常见针对黄药废水的吸附剂总体和实际应用还有一定距离。
因此很有必要探索出一种新的切实可行的去除浮选废水中残余黄药的材料。
发明内容
针对上述现有技术的缺点，本发明提供一种绿色的、成本低的选矿黄药废水处理材料及其制备方法。
本发明解决上述技术问题采用以下技术方案：一种碱式磷酸铜吸附材料，CuO的含量为32～43wt％，PO2的含量为20～26wt％，碱式磷酸铜颗粒的平均粒径为0.7～2.8μm。
作为优选，碱式磷酸铜颗粒的平均粒径为1～2.5μm。
作为进一步优选，碱式磷酸铜颗粒的平均粒径为1.5～2μm。
本发明还提供一种制备所述碱式磷酸铜吸附材料的方法，包括下列步骤：
(1)将硝酸铜与去离子水混合，并搅拌一段时间，得到初级溶液；
(2)将磷酸氢铵和去离子水混合，并也搅拌一段时间；
(3)向步骤(2)中溶液中加入氨水，继续搅拌一段时间，得到次级溶液；
(4)将所述次级溶液加入到所述初级溶液中，然后置于水浴加热装置中，继续搅拌一段时间，然后过滤得到初级固体产物；
(5)将所述初级固体产物用去离子水洗涤，然后进行干燥一段时间，得到碱式磷酸铜吸附材料。
作为优选，步骤(1)中硝酸铜与去离子水按照(1～2)：(6～7)的比例混合，采用磁力搅拌10～15min。
作为优选，步骤(2)中磷酸氢铵和去离子水按照(1～2)：(7.5～8)的比例混合，采用磁力搅拌5～8min。
作为优选，步骤(3)中加入氨水至pH为9～9.5，采用磁力搅拌5～6min。
作为优选，步骤(4)中将所述次级溶液迅速加入到所述初级溶液中，水浴加热的温度为50～60℃，继续搅拌12～14h。
作为优选，步骤(5)中所述干燥温度为90～100℃，干燥时间为2～3h。
作为优选，步骤(5)中去离子水洗涤3～5次。
本发明与现有技术相比具有如下优点：本发明碱式磷酸铜杂质含量小，纯度高，粒径均匀度好，形貌好；本发明碱式磷酸铜对黄药的饱和吸附量远高于活性炭、树脂等其他针对黄药废水的吸附剂，碱式磷酸铜作为一种高效的新型纳米吸附材料，对于黄药具有很好的吸附能力；本发明还提供碱式磷酸铜的制备方法，工艺简单、设备不复杂，反应条件容易达到，反应也易控制；方法绿色环保，能耗小，易于实现工业化规模生产。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1：
将硝酸铜与去离子水按照1：6的比例混合，并采用磁力搅拌10min，得到初级溶液。将磷酸氢铵和去离子水按照1：7.5的比例混合，并也采用磁力搅拌5min，再向溶液中加入氨水，调节pH至9，再继续采用磁力搅拌5min，得到次级溶液。将所述次级溶液迅速加入到所述初级溶液中，然后置于水浴加热装置中，水浴加热的温度为50℃，继续搅拌12h，然后过滤得到初级固体产物。将所述初级固体产物用去离子水洗涤3次，然后在90℃下干燥2h，得到碱式磷酸铜吸附材料。该碱式磷酸铜吸附材料中CuO的含量为32～43wt％，PO2的含量为20～26wt％，碱式磷酸铜颗粒的平均粒径为0.7μm。经检测，该碱式磷酸铜对黄药的饱和吸附量远高于活性炭、树脂等其他针对黄药废水的吸附剂，说明碱式磷酸铜作为一种高效的新型纳米吸附材料，对于黄药具有很好的吸附能力。
实施例2：
将硝酸铜与去离子水按照1.5：6.5的比例混合，并采用磁力搅拌12min，得到初级溶液。将磷酸氢铵和去离子水按照1.5：8的比例混合，并也采用磁力搅拌7min，再向溶液中加入氨水，调节pH至9.3，再继续采用磁力搅拌6min，得到次级溶液。将所述次级溶液迅速加入到所述初级溶液中，然后置于水浴加热装置中，水浴加热的温度为55℃，继续搅拌13h，然后过滤得到初级固体产物。将所述初级固体产物用去离子水洗涤4次，然后在95℃下干燥2.5h，得到碱式磷酸铜吸附材料。该碱式磷酸铜吸附材料中CuO的含量为32～43wt％，PO2的含量为20～26wt％，碱式磷酸铜颗粒的平均粒径为1μm。经检测，该碱式磷酸铜对黄药的饱和吸附量远高于活性炭、树脂等其他针对黄药废水的吸附剂，说明碱式磷酸铜作为一种高效的新型纳米吸附材料，对于黄药具有很好的吸附能力。
实施例3：
将硝酸铜与去离子水按照2：7的比例混合，并采用磁力搅拌15min，得到初级溶液。将磷酸氢铵和去离子水按照2：8的比例混合，并也采用磁力搅拌8min，再向溶液中加入氨水，调节pH至9.5，再继续采用磁力搅拌6min，得到次级溶液。将所述次级溶液迅速加入到所述初级溶液中，然后置于水浴加热装置中，水浴加热的温度为60℃，继续搅拌14h，然后过滤得到初级固体产物。将所述初级固体产物用去离子水洗涤5次，然后在100℃下干燥3h，得到碱式磷酸铜吸附材料。该碱式磷酸铜吸附材料中CuO的含量为32～43wt％，PO2的含量为20～26wt％，碱式磷酸铜颗粒的平均粒径为2.8μm。经检测，该碱式磷酸铜对黄药的饱和吸附量远高于活性炭、树脂等其他针对黄药废水的吸附剂，说明碱式磷酸铜作为一种高效的新型纳米吸附材料，对于黄药具有很好的吸附能力。
实施例4：
将硝酸铜与去离子水按照1：7的比例混合，并采用磁力搅拌13min，得到初级溶液。将磷酸氢铵和去离子水按照1：8的比例混合，并也采用磁力搅拌6min，再向溶液中加入氨水，调节pH至9.2，再继续采用磁力搅拌5min，得到次级溶液。将所述次级溶液迅速加入到所述初级溶液中，然后置于水浴加热装置中，水浴加热的温度为50℃，继续搅拌13h，然后过滤得到初级固体产物。将所述初级固体产物用去离子水洗涤3次，然后在90℃下干燥2h，得到碱式磷酸铜吸附材料。该碱式磷酸铜吸附材料中CuO的含量为32～43wt％，PO2的含量为20～26wt％，碱式磷酸铜颗粒的平均粒径为2.5μm。经检测，该碱式磷酸铜对黄药的饱和吸附量远高于活性炭、树脂等其他针对黄药废水的吸附剂，说明碱式磷酸铜作为一种高效的新型纳米吸附材料，对于黄药具有很好的吸附能力。
实施例5：
将硝酸铜与去离子水按照2：6的比例混合，并采用磁力搅拌10min，得到初级溶液。将磷酸氢铵和去离子水按照2：7.5的比例混合，并也采用磁力搅拌5min，再向溶液中加入氨水，调节pH至9.4，再继续采用磁力搅拌6min，得到次级溶液。将所述次级溶液迅速加入到所述初级溶液中，然后置于水浴加热装置中，水浴加热的温度为60℃，继续搅拌12h，然后过滤得到初级固体产物。将所述初级固体产物用去离子水洗涤5次，然后在100℃下干燥3h，得到碱式磷酸铜吸附材料。该碱式磷酸铜吸附材料中CuO的含量为32～43wt％，PO2的含量为20～26wt％，碱式磷酸铜颗粒的平均粒径为1.5～2μm。经检测，该碱式磷酸铜对黄药的饱和吸附量远高于活性炭、树脂等其他针对黄药废水的吸附剂，说明碱式磷酸铜作为一种高效的新型纳米吸附材料，对于黄药具有很好的吸附能力。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征及本发明的优点，本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内，本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种碱式磷酸铜吸附材料，其特征在于：CuO的含量为32～43wt％，PO2的含量为20～26wt％，碱式磷酸铜颗粒的平均粒径为0.7～2.8μm。
2.根据权利要求1所述的材料，其特征在于：碱式磷酸铜颗粒的平均粒径为1～2.5μm。
3.根据权利要求2所述的材料，其特征在于：碱式磷酸铜颗粒的平均粒径为1.5～2μm。
4.一种制备权利要求1至3中任一项所述碱式磷酸铜吸附材料的方法，包括下列步骤：
(1)将硝酸铜与去离子水混合，并搅拌一段时间，得到初级溶液；
(2)将磷酸氢铵和去离子水混合，并也搅拌一段时间；
(3)向步骤(2)中溶液中加入氨水，继续搅拌一段时间，得到次级溶液；
(4)将所述次级溶液加入到所述初级溶液中，然后置于水浴加热装置中，继续搅拌一段时间，然后过滤得到初级固体产物；
(5)将所述初级固体产物用去离子水洗涤，然后进行干燥一段时间，得到碱式磷酸铜吸附材料。
5.根据权利要求4所述的方法，步骤(1)中硝酸铜与去离子水按照(1～2)：(6～7)的比例混合，采用磁力搅拌10～15min。
6.根据权利要求4所述的方法，步骤(2)中磷酸氢铵和去离子水按照(1～2)：(7.5～8)的比例混合，采用磁力搅拌5～8min。
7.根据权利要求4所述的方法，步骤(3)中加入氨水至pH为9～9.5，采用磁力搅拌5～6min。
8.根据权利要求4所述的方法，步骤(4)中将所述次级溶液迅速加入到所述初级溶液中，水浴加热的温度为50～60℃，继续搅拌12～14h。
9.根据权利要求4所述的方法，步骤(5)中所述干燥温度为90～100℃，干燥时间为2～3h。
10.根据权利要求4所述的方法，步骤(5)中去离子水洗涤3～5次。
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