一種利用鐵鋁泥高效吸附水體中鈷的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種利用鐵鋁泥高效吸附水體中鈷的方法，屬于水處理技術(shù)領(lǐng)域。其特征在于將干化、破碎、研磨和混勻后的鐵鋁泥，以一定固液比投加到一定濃度鈷溶液中，考察其對(duì)鈷的吸附量隨時(shí)間的變化，并確定吸附平衡時(shí)間。同時(shí)，進(jìn)一步考察鐵鋁泥對(duì)水體中不同的濃度鈷的吸附量和去除率以及吸附機(jī)制，以此考察鐵鋁泥對(duì)鈷的吸附能力。利用鐵鋁泥吸附水體中鈷的方法簡(jiǎn)單、成本低廉并且吸附效果較好，同時(shí)解決了鐵鋁泥的處理處置和水體中鈷污染問(wèn)題。
【專利說(shuō)明】
一種利用鐵鋁泥高效吸附水體中鈷的方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于水處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種利用鐵鋁泥高效吸附水體中鈷的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]鈷是人和動(dòng)物體內(nèi)合成維生素B12和一些酶的重要組成成分，對(duì)人體的代謝功能調(diào)節(jié)具有重要的作用。根據(jù)世界衛(wèi)生組織推薦，成人每日鈷攝入量為2 yg。鈷在科學(xué)研究領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，主要應(yīng)用于核反應(yīng)堆、工業(yè)、醫(yī)療、食品等行業(yè)，大量的鈷存在于核反應(yīng)堆排放的廢水中，對(duì)人類和環(huán)境健康造成了危害非常大。6t3Co(II)半衰期為5.271a，發(fā)射能量很高的Y射線，屬于高毒性放射性核素，如大量攝入或遭受大量外照射，能導(dǎo)致脫發(fā)，會(huì)嚴(yán)重?fù)p害人體血液內(nèi)的細(xì)胞組織，造成白細(xì)胞減少，引起血液系統(tǒng)疾病，如再生性障礙貧血癥，嚴(yán)重的會(huì)使人患上白血病(血癌)，甚至死亡。鈷對(duì)動(dòng)植物的危害機(jī)理與人類的危害類似，主要都是通過(guò)抑制細(xì)胞酶的活性，從而影響正常的生理活動(dòng)。根據(jù)我國(guó)《銅、鈷、鎳工業(yè)污水排放標(biāo)準(zhǔn)(GB25467-2010 )》，廢水中排放的鈷濃度不得高于I mg/L。
[0003]基于鈷污染現(xiàn)狀及其毒性危害，許多研究者開(kāi)始致力于有效去除水中鈷方法的研究。目前，一般采用化學(xué)沉淀法、吸附法、離子交換法、溶劑萃取法、反滲透法等。朱珠等(申請(qǐng)?zhí)朇N20 12 105 19634.9)公開(kāi)了一種去除含鈷廢水中鈷的方法，黃麗萍等(申請(qǐng)?zhí)朇N201210153753.7)公開(kāi)了一種利用微生物電解池從鈷酸鋰中“一步式”回收單質(zhì)鈷的方法，王玉華等(申請(qǐng)?zhí)朇N201210107829.2)公開(kāi)了一種回收富鈷冰銅浸出液中鈷的方法，王魁挺等(申請(qǐng)?zhí)朇N200810238844.4)公開(kāi)了一種從硫酸鈷溶液中回收鈷的方法，杭宗梁等(申請(qǐng)?zhí)朇N201310311644.8)公開(kāi)了一種用于去除水中放射性鈷、銫的過(guò)濾介質(zhì)的制備方法，萬(wàn)玉山等(申請(qǐng)?zhí)朇N201210532242.6)公開(kāi)了一種去除污水中鈷的方法。與以上處理方法相比，吸附法處理量大、效率高、成本低且易于應(yīng)用，因此，制備高效廉價(jià)的鈷吸附材料成為緩解鈷污染的研究熱點(diǎn)。雷春生等(申請(qǐng)?zhí)朇N201210322140.1)公開(kāi)了一種去除天然水體中鈷離子的復(fù)合吸附材料及其制備方法，潘揚(yáng)(申請(qǐng)?zhí)朇N201310352951.0)公開(kāi)了一種去除放射性廢水中銀鈷鍶離子的方法，王建龍等(申請(qǐng)?zhí)朇N201310488509.0)公開(kāi)了一種利用石墨烯負(fù)載納米零價(jià)鐵復(fù)合材料去除放射性鈷的方法，張志東等(申請(qǐng)?zhí)朇N201310099327.4)公開(kāi)了一種耐輻射菌及其在吸附鈷離子生物處理中的應(yīng)用。
[0004]由以上專利可以看出，廉價(jià)高效的去除鈷的材料研究越來(lái)越受到重視。鐵鋁泥是給水處理過(guò)程中的安全副產(chǎn)物，主要由鐵鋁絮凝劑及活性炭和原水中的雜質(zhì)組成。由于鐵鋁泥中鐵鋁含量較高，主要以無(wú)定型態(tài)存在，且有較大的比表面積，有很強(qiáng)的金屬吸附能力。因此，可以利用鐵鋁泥作為吸附劑吸附水體中的鈷，實(shí)現(xiàn)“廢物利用和以廢治廢”的目的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明公開(kāi)了一種將鐵鋁泥作為一種新型吸附劑高效吸附水體中鈷的方法，從而為解決水體中鈷污染和鐵鋁泥資源化利用等問(wèn)題提供參考。
[0006]利用鐵鋁泥吸附水體中鈷的具體技術(shù)方案如下:
1)將鐵鋁泥經(jīng)干化、破碎、研磨和混勻；
2)以一定的固液比將鐵鋁泥投加到含鈷的水體中，室溫振蕩；
3)將混合液離心，取上清液測(cè)定鈷的濃度，根據(jù)鈷水體中初始濃度和吸附后上清液濃度之差，計(jì)算鐵鋁泥對(duì)鈷的吸附量。
[0007]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和有益效果體現(xiàn)在:
1)本發(fā)明的吸附材料為鐵鋁泥，具有分布廣、產(chǎn)量大、無(wú)毒害、處理成本低等優(yōu)點(diǎn)；
2)鐵鋁泥對(duì)鈷具有較強(qiáng)的吸附能力，水處理效率高；
3)同時(shí)解決了鐵鋁泥的處理處置與鈷污染問(wèn)題，有利于實(shí)現(xiàn)“以廢治廢”的目標(biāo)，復(fù)合循環(huán)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展要求。
【附圖說(shuō)明】
[0008]此處所說(shuō)明的附圖用來(lái)提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分，本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說(shuō)明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的不當(dāng)限制。在附圖中:
圖1為本發(fā)明實(shí)施例中鐵鋁泥對(duì)鈷的吸附動(dòng)力學(xué)曲線；
圖2為本發(fā)明實(shí)施例中鐵鋁泥對(duì)鈷的吸附量和去除率；
圖3為本發(fā)明實(shí)施例中鐵鋁泥吸附鈷前后的紅外光譜分析。
【具體實(shí)施方式】
[0009]下面將參考附圖并結(jié)合實(shí)施例，來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明。
[0010]實(shí)施例1:
以北京市某給水廠鐵鋁泥為原料。鐵鋁泥經(jīng)干化、破碎、研磨、混勻，過(guò)80目篩。
[0011]實(shí)施例2:
準(zhǔn)確秤取0.5 g鐵鋁泥樣品于離心管中，并加入一定濃度的鈷溶液30 mL，搖勻后置于轉(zhuǎn)速為150 "11^11的恒溫?fù)u床中震蕩，分別在0.5 h、2 h、4 h、6 h、12 h、24 h、48 h、72 h和96 h取出樣品，混合溶液經(jīng)8000 r/min離心10 min后，利用電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀測(cè)定上清液中鈷濃度。根據(jù)初始溶液與離心后上清液鈷濃度之差，計(jì)算鐵鋁泥對(duì)鈷的吸附量，作出鐵鋁泥對(duì)鈷的吸附量隨時(shí)間的變化曲線(圖1)。由圖1曲線確定吸附平衡時(shí)間為30
ho
[0012]實(shí)施例3:
準(zhǔn)確秤取0.5 g鐵鋁泥樣品于一系列離心管中，分別加入30 mL且pH為6.0的不同濃度鈷溶液(0-800 mg/L)。樣品搖勻后轉(zhuǎn)速為150 r/min的恒溫?fù)u床中震蕩，根據(jù)動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)確定的吸附平衡時(shí)間，吸附達(dá)到平衡后取出樣品，混合溶液經(jīng)8000 r/min離心10 min后，利用電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀測(cè)定上清液中鈷濃度。根據(jù)初始溶液與離心后上清液鈷濃度之差，計(jì)算鐵鋁泥對(duì)鈷的吸附量和去除率，作出鐵鋁泥對(duì)鈷的吸附量和去除率隨初始鈷濃度的變化曲線。本發(fā)明實(shí)施案例中，鐵鋁泥對(duì)溶液中0-800 mg/L濃度范圍內(nèi)鈷的吸附量可達(dá)16.91 mg/g，去除率最大可達(dá)99%?？梢?jiàn)，鐵鋁泥對(duì)水中的鈷具有較強(qiáng)吸附能力(圖2)。吸附前后的紅外光譜分析表明，被鐵鋁泥吸附的鈷主要以Fe(Al)-O-Co形式存在(圖3)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種利用鐵鋁泥高效吸附水體中鈷的方法，其特征在于:經(jīng)干化、破碎、研磨和混勻的鐵鋁泥對(duì)水體中的鈷具有強(qiáng)吸附能力。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鐵鋁泥高效吸附水體中鈷的方法，其特征在于鐵鋁泥經(jīng)混勻后，過(guò)80目篩，以1:60固液比投加到含鈷的水體中。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鐵鋁泥高效吸附水體中鈷的方法，其特征在于鐵鋁泥對(duì)水體中鈷吸附平衡所需時(shí)間為30 ho
【文檔編號(hào)】C02F101/20GK105858775SQ201610199517
【公開(kāi)日】2016年8月17日
【申請(qǐng)日】2016年4月4日
【發(fā)明人】裴元生, 焦健
【申請(qǐng)人】北京師范大學(xué)