CN109248651A - 一种用于处理含磷废水的羟基钙膨润土的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于处理含磷废水的羟基钙膨润土的制备方法，首先对低品位的膨润土进行纯化后利用盐酸进行改性，使得膨润土表面的活性位点暴露，有利于后续羟基化的进行，部分钙离子会与膨润土所含的钠离子发生阳离子交换作用，高离子强度促进了羟基钙离子对水体中磷酸盐的吸附，由于羟基钙膨润土层间的羟基与磷酸盐发生阴离子交换，通过控制负载化合物的含量来增加羟基钙的含量，从而一定程度上提高了对水体中磷酸盐的吸附；本发明制备的改性膨润土，可以直接用于或者间接用于含磷废水的处理，实现了对富营养化水体的有效处理，显著降低了水体中磷酸盐的含量，其具有净水效果好，净水速度快、安全性高的特点。

Description

一种用于处理含磷废水的羟基钙膨润土的制备方法
技术领域
本发明涉及膨润土技术领域，尤其涉及一种用于处理含磷废水的羟基钙膨润土的制备方法。
背景技术
水体富营养化现已成为当今世界所面临的重大水环境问题，而磷浓度过高则是引起水体富营养化的主要因素。 磷（P）是水生生物生长和繁殖的关键营养元素。 地表水体上覆水中磷的来源包括外源性磷源的排入和内源性磷源的释放。 因此，为了控制地表水体的富营养化， 采用有效措施对像含磷废水这样的外源性磷源中磷进行去除是非常必要的。目前，水中磷酸盐( 磷的一种重要形态) 的主要去除方法包括生物法、化学沉淀法、结晶法和吸附法等，其中，吸附法通常被认为是一种极具应用前景的水中磷酸盐去除技术。膨润土是一种以蒙脱石为主要矿物成分的层状粘土矿物，具有阳离子交换容量高、比表面积大、来源广泛和价格低廉等特点，适合作为吸附剂的载体。近年来，利用基于水合氧化锆的膨润土固体材料作为吸附剂去除水中磷酸盐受到了研究人员的较多关注，原因是水合氧化锆作为除磷吸附剂具备一系列的优点: 对水中磷酸盐的吸附性能好、酸性和碱性条件下物理化学性质稳定、可以抵抗强氧化剂的氧化、无毒等。然而氧化锆的价格比较高，这限制了负载氧化锆膨润土的应用。
发明内容
本发明目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种用于处理含磷废水的羟基钙膨润土的制备方法。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种用于处理含磷废水的羟基钙膨润土的制备方法，包括以下具体步骤：
（1）将一定质量的低品位膨润土原土加入适量的去离子水配制成一定质量分数的悬浮液，搅拌静置，去除下层泥沙等杂质，然后在100-110℃条件下烘干，将干燥所得产物冷却室温，研磨过100目筛，得到纯化膨润土；
（2）将适量浓度为12wt%的盐酸加入容器中，按照一定的料液比边搅拌盐酸边加入纯化膨润土，恒温水浴下反应，待反应结束后过滤，将得到的滤饼用去离子水反复洗涤3-4次直至滤液pH为4-5，将滤饼烘干，过100目筛，得到酸活化膨润土；
（3）按照一定的比例将酸活化膨润土与氧化钙混合，放入平底容器中，加入蒸馏水混合成浆，然后把容器放入干燥箱，在一定温度下反应一段时间，得到粗产物；将粗产物溶解于一定量的蒸馏水中，用浓度为10wt%的盐酸除去未反应的氧化钙，过滤，洗涤2-3次，将产物放入50-55℃下干燥，粉碎，过100目筛，即得。
一种用于处理含磷废水的羟基钙膨润土的制备方法，步骤（1）所述的一定质量分数的悬浮液，是指浓度为10wt%的悬浮液。
一种用于处理含磷废水的羟基钙膨润土的制备方法，步骤（2）所述的一定的料液比，是指1:3的料液比。
一种用于处理含磷废水的羟基钙膨润土的制备方法，步骤（2）所述的恒温水浴下反应，具体是指在80-85℃恒温水浴下反应3.5-4小时。
一种用于处理含磷废水的羟基钙膨润土的制备方法，步骤（3）所述的按照一定的比例将酸活化膨润土与氧化钙混合，是指按照质量比5:1进行混合。
一种用于处理含磷废水的羟基钙膨润土的制备方法，步骤（3）所述的在一定温度下反应一段时间，是指在50℃下反应2.5-3小时。
本发明的优点是：本发明首先对低品位的膨润土进行纯化后利用盐酸进行改性，使得膨润土表面的活性位点暴露，有利于后续羟基化的进行，部分钙离子会与膨润土所含的钠离子发生阳离子交换作用，高离子强度促进了羟基钙离子对水体中磷酸盐的吸附，由于羟基钙膨润土层间的羟基与磷酸盐发生阴离子交换，通过控制负载化合物的含量来增加羟基钙的含量，从而一定程度上提高了对水体中磷酸盐的吸附；本发明制备的改性膨润土，可以直接用于或者间接用于含磷废水的处理，实现了对富营养化水体的有效处理，显著降低了水体中磷酸盐的含量，其具有净水效果好，净水速度快、安全性高的特点。
具体实施方式
一种用于处理含磷废水的羟基钙膨润土的制备方法，包括以下具体步骤：
（1）将一定质量的低品位膨润土原土加入适量的去离子水配制成浓度为10wt%的悬浮液，搅拌静置，去除下层泥沙等杂质，然后在100℃条件下烘干，将干燥所得产物冷却室温，研磨过100目筛，得到纯化膨润土；
（2）将适量浓度为12wt%的盐酸加入容器中，按照1:3的料液比边搅拌盐酸边加入纯化膨润土，在80℃恒温水浴下反应3.5小时，待反应结束后过滤，将得到的滤饼用去离子水反复洗涤3次直至滤液pH为4，将滤饼烘干，过100目筛，得到酸活化膨润土；
（3）将酸活化膨润土与氧化钙混合按照质量比5:1进行混合，放入平底容器中，加入蒸馏水混合成浆，然后把容器放入干燥箱，在50℃下反应2.5小时，得到粗产物；将粗产物溶解于一定量的蒸馏水中，用浓度为10wt%的盐酸除去未反应的氧化钙，过滤，洗涤2次，将产物放入50℃下干燥，粉碎，过100目筛，即得。

Claims (6)

1.一种用于处理含磷废水的羟基钙膨润土的制备方法，其特征在于，包括以下具体步骤：
（1）将一定质量的低品位膨润土原土加入适量的去离子水配制成一定质量分数的悬浮液，搅拌静置，去除下层泥沙等杂质，然后在100-110℃条件下烘干，将干燥所得产物冷却室温，研磨过100目筛，得到纯化膨润土；
（2）将适量浓度为12wt%的盐酸加入容器中，按照一定的料液比边搅拌盐酸边加入纯化膨润土，恒温水浴下反应，待反应结束后过滤，将得到的滤饼用去离子水反复洗涤3-4次直至滤液pH为4-5，将滤饼烘干，过100目筛，得到酸活化膨润土；
（3）按照一定的比例将酸活化膨润土与氧化钙混合，放入平底容器中，加入蒸馏水混合成浆，然后把容器放入干燥箱，在一定温度下反应一段时间，得到粗产物；将粗产物溶解于一定量的蒸馏水中，用浓度为10wt%的盐酸除去未反应的氧化钙，过滤，洗涤2-3次，将产物放入50-55℃下干燥，粉碎，过100目筛，即得。
2.根据权利要求1所述的一种用于处理含磷废水的羟基钙膨润土的制备方法，其特征在于，步骤（1）所述的一定质量分数的悬浮液，是指浓度为10wt%的悬浮液。
3.根据权利要求1所述的一种用于处理含磷废水的羟基钙膨润土的制备方法，其特征在于，步骤（2）所述的一定的料液比，是指1:3的料液比。
4.根据权利要求1所述的一种用于处理含磷废水的羟基钙膨润土的制备方法，其特征在于，步骤（2）所述的恒温水浴下反应，具体是指在80-85℃恒温水浴下反应3.5-4小时。
5.根据权利要求1所述的一种用于处理含磷废水的羟基钙膨润土的制备方法，其特征在于，步骤（3）所述的按照一定的比例将酸活化膨润土与氧化钙混合，是指按照质量比5:1进行混合。
6.根据权利要求1所述的一种用于处理含磷废水的羟基钙膨润土的制备方法，其特征在于，步骤（3）所述的在一定温度下反应一段时间，是指在50℃下反应2.5-3小时。
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