CN108585103A - 一种从低浓度重金属沸水中吸附并热稳定化重金属的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种从低浓度重金属沸水中吸附并热稳定化重金属的方法，包括以下步骤：首先将沸石放入含有低浓度重金属的溶液中进行混合吸附，搅拌一定时间；其次将吸附了重金属的沸石进行收集，然后进行干燥处理；然后将干燥后的沸石引入预热至800‑1000℃的马弗炉中，烧结一定时间；最后将烧结后的沸石取出并在空气中冷却，即完成重金属的吸附和热稳定化过程；该从低浓度重金属沸水中吸附并热稳定化重金属的方法以沸石作为相对廉价的吸附剂，针对难回收又具有很大危害性的低浓度重金属废水，通过简单的吸附和热稳定化生成环境友好型的长石和尖晶石来实现其无害化。

Description

一种从低浓度重金属沸水中吸附并热稳定化重金属的方法
技术领域
本发明涉及危险废物处置及资源化利用技术领域，具体涉及一种从低浓度重金属沸水中吸附并热稳定化重金属的方法。
背景技术
随着工业化的快速发展和密集的人类活动，产生了大量的含金属废水，其中低浓度的废水由于不具有很好的回收价值往往成为处理的难题。由于大多数金属不可生物降解，并且可以累积导致人类疾病和病症，因此含金属废水对环境和人类健康造成极大的危害。环境污染的潜在动力促使研究人员调查去除废水中重金属离子的技术，许多技术已经被开发出来用于去除废水中的重金属离子，如化学沉淀、离子交换、化学混凝、膜过程和吸附等。在这些技术中，吸附被认为是最简单和最有效的方法，因为它的初始成本低，设计简单，易于操作。
最常用的固体吸附剂是活性炭，可用于各种废水。对于含有重金属离子的废水，活性炭有时表现不佳，需要螯合剂来提高其性能，这将大大增加废水处理成本。因此，需要寻求其他低成本和有效的吸附剂替代，从而降低对废水的处理成本。
沸石是一种潜在的廉价吸附剂，广泛用于水处理。它是一种丰富的硅铝酸盐来源，其三维结构由二氧化硅和氧化铝四面体单元通过共享的氧原子连接而成。沸石的多孔结构允许它容纳各种各样的阳离子，如Na+，K+，Ca2+和Mg2+。这些阳离子相当松散并且可以容易地在接触溶液中交换重金属离子。近年来，沸石已被证明是一种处理含重金属离子废水的高效吸附剂。然而，很少有研究调查吸附后金属负载沸石的后续处理，如果使用的沸石没有得到适当的处理，吸附的重金属离子会解吸并浸出造成二次污染。
因此，特别需要一种通过热稳定化生成环境友好型的长石和尖晶石来实现无害化的从低浓度重金属沸水中吸附并热稳定化重金属的方法，以解决现有技术中存在的问题。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中的缺陷，提供一种通过热稳定化生成环境友好型的长石和尖晶石来实现无害化的从低浓度重金属沸水中吸附并热稳定化重金属的方法，来解决现有技术中存在的问题。
为实现上述目的，本发明的技术方案如下：
一种从低浓度重金属沸水中吸附并热稳定化重金属的方法，包括以下步骤：
S1.将沸石放入含有低浓度重金属的溶液中进行混合吸附，搅拌一定时间；
S2.将吸附了重金属的沸石进行收集，然后进行干燥处理；
S3.将干燥后的沸石引入预热至800-1000℃的马弗炉中，烧结一定时间；
S4.将烧结后的沸石取出进行冷却，即完成重金属的吸附和热稳定化过程。
为了进一步实现本发明，沸石的粒径取4-6mm，体积密度为0.69-0.75g/mL。
为了进一步实现本发明，搅拌时间为55-65分钟。
为了进一步实现本发明，马弗炉的预热温度为950℃。
为了进一步实现本发明，马弗炉的预热温度为1000℃。
有益效果
(1)本发明以沸石作为相对廉价的吸附剂，针对难回收又具有很大危害性的低浓度重金属废水，通过简单的吸附和热稳定化生成环境友好型的长石和尖晶石来实现其无害化。
(2)本发明工艺操作简单，首先将沸石投入沸水中，分离后，把含吸附金属的沸石直接投入到马弗炉中进行煅烧，即实现稳定化；沸石价格低廉且对重金属具有良好的吸附效果，在使用过程中不会造成二次污染，适合大规模推广；吸附了重金属的沸石烧结后可以用来制作陶瓷产品，可以实现其更商业化的价值。
附图说明
图1为本发明从低浓度重金属沸水中吸附并热稳定化重金属的方法的流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步地详细的说明，这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构。
实施例一
如图1所示，本发明从低浓度重金属沸水中吸附并热稳定化重金属的方法包括以下步骤：
将沸石放入含有低浓度重金属的溶液中进行混合吸附，搅拌55-65分钟左右；
沸石的粒径取4-6mm，体积密度为0.69-0.75g/mL。
将吸附了重金属的沸石进行收集，然后在60℃下进行热干燥处理；
将干燥后的沸石引入预热至800-1000℃的马弗炉中，烧结5-10分钟；
申请人发现，吸附重金属后的沸石在800℃下仅形成少量长石，而沸石仍然是主相；然而，铅长石相的峰值强度随着温度升高而增加，在850℃时具有较高的长石信号，在850至950℃观察到铅吸附沸石继续形成长石，当温度升高到1000℃时，长石的峰值强度降至900℃时的水平。
在800℃时，在烧结产物中没有观察到尖晶石的产生，并且沸石在此阶段没有相变，当温度升高到850和900℃时，沸石转变为石英，尖晶石也开始形成，在950和1000℃分别观察到长石和尖晶石大量生成。
将烧结后的沸石取出并在空气中冷却，即完成重金属的吸附和热稳定化过程。
本发明以沸石作为相对廉价的吸附剂，针对难回收又具有很大危害性的低浓度重金属废水，通过简单的吸附和热稳定化生成环境友好型的长石和尖晶石来实现其无害化；其工艺操作简单，首先将沸石投入沸水中，分离后，把含吸附金属的沸石直接投入到马弗炉中进行煅烧，即实现稳定化；沸石价格低廉且对重金属具有良好的吸附效果，在使用过程中不会造成二次污染，适合大规模推广；吸附了重金属的沸石烧结后可以用来制作陶瓷产品，可以实现其更商业化的价值。
本发明可应用于低浓度重金属废水的稳定化处理，可以进行小规模操作，适合中小企业的废水治理，该技术的提出有利于保障生态安全，具有重要的环境、社会和经济意义，应用前景广泛。
以上所述仅为本发明的较佳实施方式，本发明并不局限于上述实施方式，在实施过程中可能存在局部微小的结构改动，如果对本发明的各种改动或变型不脱离本发明的精神和范围，且属于本发明的权利要求和等同技术范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型。

Claims (6)

1.一种从低浓度重金属沸水中吸附并热稳定化重金属的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1.将沸石放入含有低浓度重金属的溶液中进行混合吸附，搅拌一定时间；
S2.将吸附了重金属的沸石进行收集，然后进行干燥处理；
S3.将干燥后的沸石引入预热至800-1000℃的马弗炉中，烧结一定时间；
S4.将烧结后的沸石取出进行冷却，即完成重金属的吸附和热稳定化过程。
2.根据权利要求1所述的从低浓度重金属沸水中吸附并热稳定化重金属的方法，其特征在于，沸石的粒径取4-6mm，体积密度为0.69-0.75g/mL。
3.根据权利要求1所述的从低浓度重金属沸水中吸附并热稳定化重金属的方法，其特征在于，搅拌时间为55-65分钟。
4.根据权利要求1所述的从低浓度重金属沸水中吸附并热稳定化重金属的方法，其特征在于，烧结时间为5-10分钟。
5.根据权利要求1所述的从低浓度重金属沸水中吸附并热稳定化重金属的方法，其特征在于，马弗炉的预热温度为950℃。
6.根据权利要求1所述的从低浓度重金属沸水中吸附并热稳定化重金属的方法，其特征在于，马弗炉的预热温度为1000℃。
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