CN109304138B - 一种铝钙粉反应渣制备重金属吸附剂及其再生的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种铝钙粉反应渣制备重金属吸附剂及其再生的方法。本发明针对现有重金属吸附剂合成时间长、合成方法复杂、合成成本高的缺点，以铝钙粉生产聚合氯化铝过程中产生的铝钙粉反应渣为原料，采用氢氧化钠活化制备重金属吸附剂，所述重金属吸附剂具有多孔隙结构，同时具有充足的铝羟基重金属吸附活性位点，因此具备极佳的重金属吸附功能，该重金属吸附剂对废水中的重金属离子进行吸附后，可以采用盐酸溶液对吸附渣进行解附以回收重金属离子，解附得到的解附渣可以采用氢氧化钠溶液再活化得到再生重金属吸附剂，所述再生重金属吸附剂依然具备优异的重金属吸附能力。

Description

一种铝钙粉反应渣制备重金属吸附剂及其再生的方法
技术领域
本发明涉及工业固体废弃物回收利用技术领域，尤其涉及一种铝钙粉反应渣制备重金属吸附剂及其再生的方法。
背景技术
中国聚合氯化铝生产过程中每年产生的铝钙粉反应渣大约有15万吨，而这些铝钙粉反应渣为固体废弃物，仅少量用于制砖和制备水泥，并且，由于铝钙粉反应渣含有大量氯离子(Cl-)，因此会对土壤产生污染。
随着工业技术的发展，工业废水中的重金属离子污染日益严重，这些重金属离子有可能通过食物链的富集作用进入人体，如不加以控制，将严重威胁到人类的健康和生存。现有的众多重金属吸附剂中，硅酸盐类矿物以原料丰富、成本低廉、环境友好等优点而备受关注。
专利CN104096532A记载了麦羟硅钠石在吸附重金属离子中的应用，将n(SiO2):n(NaOH):n(H2O)＝5:1:100混合，在160℃下，晶化36小时得到麦羟硅钠石，将麦羟硅钠石洗涤、干燥、研磨成粉后作为含重金属Zn2+、Pb2+、Cd2+、Cr2+废水吸附剂，其对Zn2+、Pb2+、Cd2+、Cr2 +饱和吸附量均达到了20mg/g，该方法表明麦羟硅钠石具有较大的潜在实际应用价值，但存在晶化时间长，能耗高，对重金属的吸附效果不突出等不足。
专利CN103977754A记载了一种利用碱渣制备重金属吸附剂的方法，将有机络合剂和预处理后的碱渣按质量比1:1～3:1混合，在100～200℃下反应8～24小时后得到粉末吸附剂，将粉末吸附剂：粘结剂：造孔剂按质量比60～70：20～39：1～10混合在400～600℃下煅烧2～4小时后得到重金属吸附剂，其对Pb2+、Cd2+、Cu2+、Ni2+饱和吸附量分别达到721.4mg/g、267.3mg/g、381.2mg/g、118.4mg/g，该方法制备了高吸附率且对环境友好的重金属吸附剂，但制备过程复杂、能耗高、生产成本较高。
Yong Sik Ok等将沸石副产物和波兰特水泥按质量比75:25加入喷嘴孔径为0.04～3.00nm的真空挤出机，挤出的样品在20～25℃下老化30d，将老化后的样品在400℃下反应3小时得到重金属吸附剂，其对Pb2+和Cu2+的饱和吸附量分别达到27.03mg/g、23.25mg/g。该方法制备了对Pb2+和Cu2+具有良好吸附性能的重金属吸附剂，但制备过程对设备要求较高，生产周期长，能耗大。
发明内容
本发明提供一种铝钙粉反应渣制备重金属吸附剂及其再生的方法。具体包括以铝钙粉生产聚合氯化铝过程中产生的铝钙粉反应渣为原料制备重金属吸附剂，采用重金属吸附剂对重金属离子进行吸附，对吸附渣进行解附处理，得到的解附渣第二次活化制备再生重金属吸附剂，得到的解附液用于回收重金属。
铝钙粉生产聚合氯化铝过程中产生的铝钙粉反应渣为原料制备重金属吸附剂，包括：提供铝钙粉反应渣与氢氧化钠溶液，将所述铝钙粉反应渣与所述氢氧化钠溶液进行混合以进行第一次活化处理，所述第一次活化处理结束后，对所述铝钙粉反应渣与所述氢氧化钠溶液的混合物执行固液分离操作，对得到的固体物进行洗涤、干燥后，得到重金属吸附剂。
采用重金属吸附剂对重金属离子进行吸附，包括：提供含有重金属离子的溶液与如上文所述的重金属吸附剂，将所述重金属吸附剂与所述溶液进行混合，利用所述重金属吸附剂对所述溶液中的重金属离子进行吸附，吸附结束后，对所述重金属吸附剂与所述溶液的混合物执行固液分离操作，得到吸附渣(即吸附有重金属离子的重金属吸附剂)与吸附液(即经过重金属离子吸附处理后的溶液)。
对吸附渣进行解附处理，包括：将上述的重金属吸附方法得到的吸附渣与盐酸溶液进行混合以进行解附处理，将所述吸附渣中吸附的重金属离子解附到盐酸溶液中，所述解附处理结束后，对所述吸附渣与所述盐酸溶液的混合物执行固液分离操作，得到解附渣和解附液，所述解附液中富集重金属离子，可用于对重金属进行回收。
对解附渣再活化制备再生重金属吸附剂，包括：将上述的解附方法得到的解附渣与氢氧化钠溶液进行混合以进行第二次活化，所述第二次活化处理结束后，对所述解附渣与所述氢氧化钠溶液的混合物执行固液分离操作，对得到的固体物进行洗涤、干燥后，得到再生重金属吸附剂。实现了变废为宝，具有重要的经济价值和环保价值。
所述铝钙粉反应渣指的是聚合氯化铝生产过程中的反应废渣，所述聚合氯化铝的生产过程包括：将盐酸注入反应池中，加入铝土矿，启动搅拌，加入水，再加入铝酸钙粉(Ca3Al2O6)来调节液体聚合氯化铝中的氧化铝含量和盐基度，反应后过滤，得到的液体即为液体聚合氯化铝，得到的不溶性固体成分即为铝钙粉反应渣。
本发明制备重金属吸附剂的原理是：氢氧化钠与铝钙粉反应渣反应时，能够将其中的部分Si离子溶出，在所述铝钙粉反应渣的表面及内部形成多个孔隙，同时在所述铝钙粉反应渣的表面及孔隙的孔壁上形成充足的铝羟基(-AlOH)(即重金属离子吸附活性位点)，从而得到具有重金属离子吸附能力的重金属吸附剂。
优选的，采用上述方法制得的重金属吸附剂中，SiO2与Al2O3的物质的量之比为2.0～3.5，这是基于本申请发明人的研究成果：当所述重金属吸附剂中的SiO2与Al2O3的物质的量比为2.0～3.5时，所述重金属吸附剂具有较佳的重金属离子吸附效果。
在第一次活化处理过程中，能够控制所述重金属吸附剂中的SiO2与Al2O3的物质的量比的因素有两个：一是氢氧化钠溶液的浓度，二是第一次活化时间，其中，氢氧化钠溶液的浓度是关键因素。
本申请发明人通过研究发现：
当氢氧化钠浓度高于6mol/L时，氢氧化钠会与大量的SiO2发生反应，即导致SiO2大量溶出，从而会导致制得的重金属吸附剂中SiO2与Al2O3的物质的量之比小于2.0，并有少量铝溶出，生成氢氧化铝而堵塞SiO2溶出所产生的孔道；
当氢氧化钠溶液的浓度低于2mol/L时，SiO2溶出量不够，导致制得的重金属吸附剂中SiO2与Al2O3物质的量之比大于3.5，无法产生充足的铝羟基(-AlOH)吸附活性位点；
以上两种情况均降低重金属吸附效率。
因此，所述第一次活化处理采用的氢氧化钠溶液的浓度为2～6mol/L。
可选的，所述第一次活化处理过程中，所述氢氧化钠溶液的体积与所述铝钙粉反应渣的质量的比值为2～6mL/g；所述第一次活化处理的温度为55～95℃，所述第一次活化处理的时间为1～4小时。
可选的，所述重金属吸附剂的表面与内部均分布有多个孔隙，所述孔隙的孔径为100-300nm，所述孔隙的容积为0.05～0.3cm3/g。
可选的，所述第一次活化处理采用的氢氧化钠溶液的浓度为2～6mol/L；所述重金属吸附剂中SiO2与Al2O3的物质的量之比为2.0～3.5。
具体的，所述铝钙粉反应渣中的主要成分包括SiO2与Al2O3，其中，SiO2的质量百分比为35-50％，Al2O3的质量百分比为15-30％，在本发明提供的铝钙粉反应渣的一实施例中，SiO2的质量百分比为42.94％，Al2O3的质量百分比为22.68％。
具体的，所述解附处理采用的盐酸溶液的浓度为0.5～2mol/L。选择该浓度的原因在于，本申请发明人通过研究发现：所述解附处理过程中，当盐酸溶液的浓度过低时，重金属解附率低，重金属资源不能得到有效回收；当盐酸溶液的浓度过高时，所述重金属吸附剂中的铝溶出率高，会减少所述重金属吸附剂的循环利用次数。另外盐酸溶液的浓度过高还会导致再生重金属吸附剂中的SiO2与Al2O3的物质的量之比难以控制在2.0:1～3.5:1之内，从而使再生重金属吸附剂的吸附效率降低。
可选的，所述解附处理采用的盐酸溶液的浓度为0.5～2mol/L，所述解附处理过程中，所述盐酸溶液的体积与所述重金属吸附剂的质量的比值为3～6mL/g，所述解附处理的温度为15～35℃，所述解附处理的时间为1～4小时。
具体的，所述第二次活化处理采用的氢氧化钠溶液的浓度为0.5～2mol/L，所述第二次活化处理过程中，所述氢氧化钠溶液的体积与所述解附渣的质量的比值为2～6mL/g，所述第二次活化处理的温度为55～95℃，所述第二次活化处理的时间为1～4小时。
具体的，本发明中提及的重金属离子包括铜离子、铅离子、锌离子以及镉离子等，当然，本发明的重金属吸附剂不仅能对以上列举的重金属离子进行吸附，还能对其它金属离子进行吸附。
可选的，本文中提及的固液分离操作均为过滤操作。
综上所述，本发明针对现有重金属吸附剂合成时间长、合成方法复杂、合成成本高的缺点，以铝钙粉生产聚合氯化铝过程中产生的铝钙粉反应渣为原料，采用氢氧化钠活化制备重金属吸附剂，所述重金属吸附剂具有多孔隙结构，同时具有充足的铝羟基(-AlOH)重金属吸附活性位点，因此具备极佳的重金属吸附功能，该重金属吸附剂对废水中的重金属离子进行吸附后，可以采用盐酸溶液对吸附渣进行解附以回收重金属离子，解附得到的解附渣可以采用氢氧化钠溶液再活化得到再生重金属吸附剂，所述再生重金属吸附剂依然具备优异的重金属吸附能力。
本发明将原来仅能作为废渣处理的铝钙粉反应渣转化为具有高吸附性能的重金属吸附剂，同时利用盐酸溶液解附，解附液可富集回收重金属离子，解附渣经氢氧化钠溶液活化转化为再生重金属吸附剂，实现了变废为宝，具有重要的经济价值和环保价值。
采用本发明的重金属吸附剂对锌冶炼废水进行处理后，水质能够达到《铅、锌污染物排放标准》(GB25466-2010)中各项指标，且处理工艺简单、成本低、废渣量少，具有良好的经济效益和环境效益，处理后的重金属吸附剂中锌含量高，可用于回收锌。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对本发明范围的限定。
图1为铝钙粉反应渣的扫描电镜照片；
图2为本发明的重金属吸附剂的扫描电镜照片。
具体实施方式
图1为铝钙粉反应渣的扫描电镜照片，图2为本发明的重金属吸附剂的扫描电镜照片，从图1中可以看出，铝钙粉浸出渣颗粒排布紧密，分散性差，团聚严重。从图2中可以看出，重金属吸附剂表面呈絮状，颗粒粒径大，团聚严重，因为铝钙粉浸出渣经氢氧化钠活化后形成铝羟基，同时孔道得以拓展，从而能够显著提升所述重金属吸附剂的重金属离子吸附效率。
在本发明的一实施例中，所述重金属吸附剂对锌冶炼废水中的重金属离子具有优异的去除效果，所述重金属吸附剂对锌冶炼废水中的Zn2+、As(V)、Cd2+的饱和吸附量分别达526.32mg/g、4.72mg/g、7.64mg/g，锌饱和吸附量远高于矿物吸附剂对锌的饱和吸附量，处理锌冶炼废水后的重金属吸附渣经盐酸溶液解附，氢氧化钠再活化转化为再生重金属吸附剂，所述再生重金属吸附剂的吸附性能与所述重金属吸附剂的吸附性能一致，解附溶液中的锌浓度达9.68g/L，与锌冶炼废水锌浓度相比富集了85.6倍，可直接用来回收锌，实现了变废为宝，具有重要的经济价值和环保价值。
下面以具体实施例的形式对本发明的重金属吸附剂的制备方法、重金属吸附方法、解附方法、再生重金属吸附剂的制备方法进行详细阐述。
实施例1
称取使用铝钙粉生产聚合氯化铝时产生的(含水率为26.6％的)铝钙粉反应渣20kg置于反应器中，铝钙粉反应渣成分如表1所示，其中SiO2与Al2O3的物质的量之比为4.39。
表1烘干后铝钙粉反应渣化学成分(％)
Figure BDA0001855931340000071
按氢氧化钠溶液与铝钙粉反应渣液固比(L:kg)5:1加入73.4L浓度为3mol/L的氢氧化钠溶液，在75℃下，搅拌活化2小时后过滤、洗涤、干燥得12.4kg重金属吸附剂，其中SiO2与Al2O3的物质的量之比为2.62。
将600L锌冶炼废水置于反应池中，按锌冶炼废水与重金属吸附剂液固比(L:kg)600:1加入1kg重金属吸附剂，搅拌均匀，在25℃下，吸附2.5小时后过滤、洗涤、干燥得1.1kg吸附渣。
称取经烘干的上述吸附渣1kg置于反应器中，按盐酸溶液与吸附渣(L:kg)5:1加入5L浓度为1.5mol/L的盐酸溶液，在25℃下，搅拌解附2小时后过滤、洗涤、干燥得0.82kg解附渣和5.34L解附液，解附液主要成分如表2所示。
表2解附液主要成分(g/L)
Figure BDA0001855931340000081
称取0.8kg解附渣置于反应器中，按氢氧化钠溶液与铝钙粉反应渣液固比(L:kg)5:1加入4L浓度为1mol/L的氢氧化钠溶液，在75℃下，搅拌活化2小时后过滤、洗涤、干燥得0.70kg再生重金属吸附剂，其中SiO2与Al2O3的物质的量之比为2.59，重金属吸附剂及再生重金属吸附剂的化学成分如表3所示。
表3重金属吸附剂及再生重金属吸附剂主要化学成分(％)
Figure BDA0001855931340000082
按锌冶炼废水与重金属吸附剂液固比(L:kg)600:1，将0.7kg再生重金属吸附剂加入到420L锌冶炼废水中，按上述条件处理废水后，过滤、干燥得0.76kg吸附渣，重金属吸附剂和再生重金属吸附剂处理锌冶炼废水水质比较如表4所示。
表4重金属吸附剂和再生重金属吸附剂处理锌冶炼废水水质
Figure BDA0001855931340000083
实施例2
称取使用铝钙粉生产聚合氯化铝时产生的(含水率为26.5％的)铝钙粉反应渣10kg置于反应器中，按氢氧化钠溶液与铝钙粉反应渣液固比(L:kg)2:1加入14.7L浓度为2mol/L的氢氧化钠溶液，在55℃下，搅拌活化2小时后过滤、洗涤、干燥得6.4kg重金属吸附剂，其中SiO2与Al2O3的物质的量之比为3.28。
将600L锌冶炼废水置于反应池中，按锌冶炼废水与重金属吸附剂液固比(L:kg)600:1加入1kg重金属吸附剂，按实施例1条件处理废水后，过滤、干燥得1.09kg吸附渣。
称取经烘干的上述吸附渣1kg置于反应器中，按盐酸溶液与吸附渣(L:kg)5:1加入5L浓度为0.5mol/L的盐酸溶液，在20℃下，搅拌解附2小时后过滤、洗涤、干燥得0.82kg解附渣和5.34L解附液，解附液主要成分如表5所示。
表5解附液主要成分(g/L)
Figure BDA0001855931340000091
将0.8kg解附渣置于反应器中，按氢氧化钠溶液与铝钙粉反应渣液固比(L:kg)5:1加入4L浓度为0.5mol/L的氢氧化钠溶液，在75℃下，搅拌活化2小时后过滤、洗涤、干燥得0.72kg再生重金属吸附剂，其中SiO2与Al2O3的物质的量之比为2.98，重金属吸附剂及再生重金属吸附剂的化学成分如表6所示。
表6重金属吸附剂及再生重金属吸附剂主要化学成分(％)
Figure BDA0001855931340000092
按锌冶炼废水与重金属吸附剂液固比(L:kg)600:1，将0.7kg再生重金属吸附剂加入到420L锌冶炼废水中，按上述条件处理废水后，过滤、干燥得0.75kg吸附渣，重金属吸附剂和再生重金属吸附剂处理锌冶炼废水水质比较如表7所示。
表7重金属吸附剂和再生重金属吸附剂处理锌冶炼废水水质
Figure BDA0001855931340000101
实施例3
称取使用铝钙粉生产聚合氯化铝时产生的(含水率为26.56％的)铝钙粉反应渣15kg置于反应器中，按氢氧化钠溶液与铝钙粉反应渣液固比(L:kg)6:1加入66.1L浓度为6mol/L的氢氧化钠溶液，在95℃下，搅拌活化2小时后过滤、洗涤、干燥得9.7kg重金属吸附剂，其中SiO2与Al2O3的物质的量之比为2.24。
将600L锌冶炼废水置于反应池中，按锌冶炼废水与重金属吸附剂液固比(L:kg)600:1加入1kg重金属吸附剂，按实施例1条件处理废水后，过滤、干燥得1.1kg吸附渣。
称取经烘干的上述吸附渣1kg置于反应器中，按盐酸溶液与吸附渣(L:kg)5:1加入5L浓度为2mol/L的盐酸溶液，在35℃下，搅拌解附2小时后过滤、洗涤、干燥得0.81kg解附渣和5.36L解附液，解附液主要成分如表8所示。
表8解附液主要成分(g/L)
Figure BDA0001855931340000111
将0.8kg解附渣置于反应器中，按氢氧化钠溶液与铝钙粉反应渣液固比(L:kg)5:1加入4L浓度为3mol/L的氢氧化钠溶液，在75℃下，搅拌活化2小时后过滤、洗涤、干燥得0.71kg再生重金属吸附剂，其SiO2与Al2O3的物质的量之比为2.04，重金属吸附剂及再生重金属吸附剂的化学成分如表9所示。
表9重金属吸附剂及再生重金属吸附剂主要化学成分(％)
Figure BDA0001855931340000112
按锌冶炼废水与重金属吸附剂液固比(L:kg)600:1，将0.7kg再生重金属吸附剂加入到420L锌冶炼废水中，按上述条件处理废水后，过滤、干燥得0.77kg吸附渣，重金属吸附剂和再生重金属吸附剂处理锌冶炼废水水质比较如表10所示。
表10重金属吸附剂和再生重金属吸附剂处理锌冶炼废水水质
Figure BDA0001855931340000113
对比例1
称取使用铝钙粉生产聚合氯化铝时产生的(含水率为27％的)铝钙粉反应渣10kg置于反应器中，按氢氧化钠溶液与铝钙粉反应渣液固比(L:kg)1:1加入7.3L浓度为1mol/L的氢氧化钠溶液，在25℃下，搅拌活化2小时后过滤、洗涤、干燥得6.7kg重金属吸附剂，其中SiO2与Al2O3的物质的量之比为4.27，重金属吸附剂的化学成分如表11所示。
表11重金属吸附剂的化学成分(％)
Figure BDA0001855931340000121
将600L锌冶炼废水置于反应池中，按锌冶炼废水与重金属吸附剂液固比(L:kg)600:1加入1kg重金属吸附剂，按实施例1条件处理废水后，过滤、干燥得1.08kg吸附渣。锌冶炼废水及重金属吸附剂吸附处理后水质如表12示。
表12重金属吸附剂处理锌冶炼废水水质
Figure BDA0001855931340000122
对比例2
称取使用铝钙粉生产聚合氯化铝时产生的(含水率为27％的)铝钙粉反应渣10kg置于反应器中，按实施例1条件活化后，过滤、干燥得6.2kg重金属吸附剂。
将600L锌冶炼废水置于反应池中，按锌冶炼废水与重金属吸附剂液固比(L:kg)600:1加入1kg重金属吸附剂，按实施例1的条件处理废水后，过滤、干燥得到1.1kg吸附渣。
称取经烘干的上述吸附渣1kg置于反应器中，按盐酸溶液与吸附渣(L:kg)5:1加入5L浓度为0.2mol/L的盐酸溶液，在25℃下，搅拌解附2小时后过滤、洗涤、干燥得0.84kg解附渣和5.35L解附液，解附液主要成分如表13所示。
表13解附液主要成分(g/L)
Figure BDA0001855931340000131
将0.8kg解附渣置于反应器中，按氢氧化钠溶液与铝钙粉反应渣液固比(L:kg)5:1加入4L浓度为0.2mol/L的氢氧化钠溶液，在75℃下，搅拌活化2小时后过滤、洗涤、干燥得0.72kg再生重金属吸附剂，其SiO2与Al2O3的物质的量之比为2.60，重金属吸附剂及再生重金属吸附剂的化学成分如表14所示。
表14重金属吸附剂主要化学成分(％)
Figure BDA0001855931340000132
按锌冶炼废水与重金属吸附剂液固比(L:kg)600:1，称取0.7kg再生重金属吸附剂加入到420L锌冶炼废水中，按上述条件处理废水后，过滤、干燥得0.75kg吸附渣，重金属吸附剂和再生重金属吸附剂处理锌冶炼废水水质比较如表15所示。
表15重金属吸附剂和再生重金属吸附剂处理锌冶炼废水水质
Figure BDA0001855931340000141
由于本发明中所涉及的各工艺参数的数值范围在上述实施例中不可能全部体现，但本领域的技术人员完全可以想象到只要落入上述该数值范围内的任何数值均可实施本发明，当然也包括若干项数值范围内具体值的任意组合。此处，出于篇幅的考虑，省略了给出某一项或多项数值范围内具体值的实施例，此不应当视为本发明的技术方案的公开不充分。
申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细工艺设备和工艺流程，但本发明并不局限于上述详细工艺设备和工艺流程，即不意味着本发明必须依赖上述详细工艺设备和工艺流程才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式选择等，落在本发明的保护范围内。

Claims (7)

1.一种铝钙粉反应渣制备重金属吸附剂及其再生的方法，其特征在于，将铝钙粉反应渣加入至浓度为2～6mol/L的氢氧化钠中进行第一次活化处理后过滤、洗涤、干燥得到重金属吸附剂，将吸附重金属后的吸附剂加入至浓度为0.5～2mol/L的盐酸中解附，过滤后获得解附渣和解附液，将解附渣加入至浓度为0.5～2mol/L的氢氧化钠中进行第二次活化后过滤、洗涤、干燥得到再生重金属吸附剂；
所述重金属吸附剂中SiO2与Al2O3的物质的量之比为2.0～3.5。
2.如权利要求1所述的一种铝钙粉反应渣制备重金属吸附剂及其再生的方法，其特征在于，所述第一次活化处理过程中，所述氢氧化钠溶液的体积与所述铝钙粉反应渣的质量的比值为2～6mL/g；所述第一次活化处理的温度为55～95℃，所述第一次活化处理的时间为1～4小时。
3.如权利要求1所述的一种铝钙粉反应渣制备重金属吸附剂及其再生的方法，其特征在于，所制备的重金属吸附剂吸附重金属后可进行解附再生。
4.如权利要求1所述的一种铝钙粉反应渣制备重金属吸附剂及其再生的方法其特征在于，所述吸附过程中，重金属废水的体积与所述重金属的质量的比值为400～600mL/g；所述吸附的温度为15～30℃，所述吸附时间为1～3小时。
5.如权利要求1所述的一种铝钙粉反应渣制备重金属吸附剂及其再生的方法，其特征在于，所述解附处理过程中，所述盐酸溶液的体积与所述重金属吸附剂的质量的比值为3～6mL/g，所述解附处理的温度为15～35℃，所述解附处理的时间为1～4小时。
6.如权利要求1所述的一种铝钙粉反应渣制备重金属吸附剂及其再生的方法，其特征在于，所述解附溶液中锌离子的浓度为6～9.6g/L，解附溶液用于锌的回收。
7.如权利要求1所述的一种铝钙粉反应渣制备重金属吸附剂及其再生的方法，其特征在于，所述第二次活化处理过程中，所述氢氧化钠溶液的体积与所述解附渣的质量的比值为2～6mL/g，所述第二次活化处理的温度为55～95℃，所述第二次活化处理的时间为1～4小时。
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101503202A (zh) * 2009-02-11 2009-08-12 陕西理工学院 将粉煤灰水热合成高纯沸石和粉煤灰沸石吸附剂的工艺
CN104512951A (zh) * 2014-12-22 2015-04-15 江苏永葆环保科技股份有限公司 一种利用pac残渣联产聚硅硫酸铝铁和废水处理粉剂的方法
KR20160129291A (ko) * 2015-04-30 2016-11-09 경북대학교 산학협력단 중금속을 포함한 오염물질 제거 및 막오염 방지가 가능한 이중기능성 흡착제 조성물
CN108516565A (zh) * 2018-05-17 2018-09-11 中南大学 一种利用铝钙粉反应渣制备p型沸石分子筛的方法
CN108671882A (zh) * 2018-04-20 2018-10-19 浙江工业大学 利用焚烧炉底灰合成的水钙铝榴石及其制备方法与应用

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101503202A (zh) * 2009-02-11 2009-08-12 陕西理工学院 将粉煤灰水热合成高纯沸石和粉煤灰沸石吸附剂的工艺
CN104512951A (zh) * 2014-12-22 2015-04-15 江苏永葆环保科技股份有限公司 一种利用pac残渣联产聚硅硫酸铝铁和废水处理粉剂的方法
KR20160129291A (ko) * 2015-04-30 2016-11-09 경북대학교 산학협력단 중금속을 포함한 오염물질 제거 및 막오염 방지가 가능한 이중기능성 흡착제 조성물
CN108671882A (zh) * 2018-04-20 2018-10-19 浙江工业大学 利用焚烧炉底灰合成的水钙铝榴石及其制备方法与应用
CN108516565A (zh) * 2018-05-17 2018-09-11 中南大学 一种利用铝钙粉反应渣制备p型沸石分子筛的方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
"偏高岭土基地聚合物吸附及固化铜离子的研究";李海宇;《中国优秀硕士学位论文全文数据库》;20180215;1.3.3地聚合物的制备、2.1.1偏高岭土、2.2.1偏高岭土基地聚合物制备方法、2.2.2吸附实验、2.2.4偏高岭土基地聚合物再生方法、3.3.2结果分析、3.6.2结果分析、4.4.1共存金属离子的影响 *
"典型矿物质对重金属的高温固化特性研究";王康;《中国优秀硕士学位论文全文数据库》;20180515;1.4.1高岭土的化学组成及其应用和1.4.2高岭土的用途 *

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