一種鐵泥覆膜沸石制備除砷吸附劑的方法及應(yīng)用的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種鐵泥覆膜沸石制備除砷吸附劑的方法及應(yīng)用，其制備工藝步驟特征在于：①100g沸石清洗除雜，烘干后過(guò)80目篩待用；②配置1-2mol／L的Fe(NO3)3溶液及3-5mol／L的NaOH溶液；③向沸石滴加30-50mL的Fe(NO3)3溶液，攪拌均勻呈泥；④向混合物滴加5-25mL的NaOH溶液均勻攪拌直至混合物呈干泥狀；⑤混合物在溫度為105-220℃下干燥；⑥烘干后的混合物粉碎過(guò)80目篩，得到覆膜沸石。本發(fā)明以價(jià)格低廉的沸石、硝酸鐵、氫氧化鈉為原料，利用硝酸鐵及氫氧化鈉制備鐵泥，對(duì)沸石進(jìn)行覆膜，烘干后制成新型覆膜沸石，作為水中除砷吸附劑，可以有效解決水中的砷污染問(wèn)題，具有成本低廉、吸附容量大、清潔無(wú)害、使用條件廣泛、操作方法簡(jiǎn)單等特點(diǎn)。
【專利說(shuō)明】一種鐵泥覆膜沸石制備除砷吸附劑的方法及應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于水處理【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種利用以鐵泥對(duì)沸石進(jìn)行覆膜制備吸附劑用以除砷的應(yīng)用方法。
【背景技術(shù)】
[0002]砷廣泛分布于自然界，但在地殼中砷含量低，其豐度僅為4.0 (Si的豐度為106)。全世界砷儲(chǔ)量在200萬(wàn)t左右，在已探明的砷資源中，中國(guó)占70%，居世界首位。主要分布于廣西、云南、湖南三省，占全國(guó)總儲(chǔ)量的65.7%。
[0003]砷污染主要來(lái)源于自然界釋放和人為活動(dòng)，人為活動(dòng)主要為農(nóng)業(yè)和工業(yè)生產(chǎn)。自然界中砷的主要賦存于巖石或者土壤介質(zhì)中，風(fēng)化或溶解后將砷釋放于自然水體，而工業(yè)生產(chǎn)如冶金、農(nóng)藥生產(chǎn)、玻璃廠及礦山廢水等，都會(huì)產(chǎn)生大量的含砷超標(biāo)廢水。
[0004]在除砷方法中，吸附法具有簡(jiǎn)便、經(jīng)濟(jì)、應(yīng)用范圍廣、操作簡(jiǎn)便等優(yōu)勢(shì)。吸附法的核心即選擇一種合適的吸附劑。目前廣泛采用的吸附劑主要為活性炭、活性氧化鋁等，但這些吸附劑均存在著成本高、吸附量低等問(wèn)題。
[0005]發(fā)明專利(CN101176840B)公開(kāi)了 一種除砷吸附劑的制備方法，采用以鐵鹽為改性劑對(duì)赤泥進(jìn)行改性制備的材料作為吸附劑用于去除水中含砷的陰離子，由于赤泥中含有多種微量放射性物質(zhì)和強(qiáng)堿性化學(xué)物質(zhì)，會(huì)導(dǎo)致土壤的二次污染。發(fā)明專利(CN102397775B)公開(kāi)了一種除砷吸附劑的制備方法，由介孔氧化硅、與所述介孔氧化硅形成-S1-O-S1-化學(xué)鍵結(jié)合的氨基和與所述介孔氧化硅絡(luò)合在一起的氯化鐵組成的吸附材料去除飲用水中的砷，該方法所需原料種類(lèi)較多，且制備過(guò)程復(fù)雜，存在成本偏高的問(wèn)題。發(fā)明專利(CN102114401B)公開(kāi)了一種除砷吸附劑的制備方法，由四方硫酸鹽纖鐵礦和粘結(jié)劑制成一種除砷吸附劑用以去除飲用水中的砷，該方法制備材料中需添加有機(jī)粘合劑，有可能會(huì)造成有機(jī)物污染；同時(shí)在制備過(guò)程中需將pH值先調(diào)節(jié)至4.0后調(diào)節(jié)至7.5-9.5，所需堿量大幅增加，存在成本偏高的問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是以價(jià)格低廉的沸石、硝酸鐵、氫氧化鈉為原料，制備一種新型覆膜沸石作為水質(zhì)除砷吸附劑，從而達(dá)到成本低廉、吸附容量大、清潔無(wú)害、使用條件廣泛、操作方法簡(jiǎn)單的目的。
[0007]本發(fā)明的技術(shù)方案為:一種鐵泥覆膜沸石制備除砷吸附劑的方法及應(yīng)用，利用硝酸鐵及氫氧化鈉制備鐵泥，使用鐵泥對(duì)沸石進(jìn)行覆膜，烘干，制成覆膜沸石，作為水中除砷吸附劑，其具體工藝步驟是，
[0008]①I(mǎi)OOg沸石清洗除雜，烘干后過(guò)80目篩；
[0009]②配置l_2mol / L 的 Fe (NO3) 3 溶液及 3_5mol / L 的 NaOH 溶液；
[0010]③向沸石滴加30_50mL的Fe (NO3) 3溶液，攪拌均勻呈泥；
[0011]④向混合物滴加5_25mL的NaOH溶液，均勻攪拌直至混合物呈干泥狀；[0012]⑤混合物在溫度為105_220°C下干燥；
[0013]⑥烘干后的混合物粉碎過(guò)80目篩，得到覆膜沸石。
[0014]本發(fā)明的一種鐵泥覆膜沸石制備除砷吸附劑的方法及應(yīng)用，其除砷方法有兩種形式:
[0015]①靜態(tài)除砷方法:取一定體積某濃度的含砷水，調(diào)節(jié)pH值至中性或弱酸性，根據(jù)砷濃度高低投加2-5g / L覆膜沸石，反應(yīng)4小時(shí)，靜置沉淀，上清液即為處理后的含砷水。
[0016]②動(dòng)態(tài)除砷方法:將覆膜沸石填充于內(nèi)徑為2cm的吸附柱內(nèi)，柱內(nèi)吸附層高5cm，將待處理的含砷水從頂部注入柱內(nèi)，待底部出水砷濃度超標(biāo)時(shí)停止出水，更換吸附劑后繼續(xù)運(yùn)行。 [0017]本發(fā)明在靜態(tài)除砷方法中去除水中砷時(shí)，覆膜沸石用量為0.5_4g/L。
[0018]本發(fā)明在去除水中砷時(shí)，有效pH值為4-11.5。
[0019]本發(fā)明可在砷吸附中應(yīng)用，或飲用水處理中應(yīng)用。
[0020]本發(fā)明可制成活性成分的砷吸附材料，或活性成分的飲用水處理吸附材料。
[0021]本發(fā)明提供的鐵泥覆膜沸石除砷吸附劑，具有如下優(yōu)點(diǎn):
[0022]1、本發(fā)明提供的除砷吸附劑，成本低廉，采用沸石、硝酸鐵、氫氧化鈉作為原料，均為常見(jiàn)廉價(jià)材料。
[0023]2、本發(fā)明提供的除砷吸附劑，吸附容量高，在pH=7的條件下，本發(fā)明中吸附劑的吸附容量為37-43mg / g，該吸附量在現(xiàn)有報(bào)道中屬較高值。
[0024]3、本發(fā)明提供的除砷吸附劑，pH值適用范圍廣，在pH值為4~11.5范圍內(nèi)均可以保持較高的吸附量。
[0025]4、本發(fā)明提供的除砷吸附劑，吸附速率快，在一小時(shí)內(nèi)即可以達(dá)到一個(gè)接近飽和的吸附量。
[0026]5、本發(fā)明提供的除砷吸附劑，制備過(guò)程中處理溫度低，最高溫度僅為220°C，生產(chǎn)過(guò)程較安全可靠。
【具體實(shí)施方式】
[0027]下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步闡述，但本發(fā)明并不限于以下實(shí)施例。所述方法如無(wú)特別說(shuō)明均為常規(guī)方法。所述反應(yīng)物如無(wú)特別說(shuō)明均能從公開(kāi)商業(yè)途徑而得。
[0028]實(shí)施例1 (靜態(tài)):
[0029]取2L含砷水，濃度為IOmg / L，pH值為7.48。分別投加覆膜沸石5g、沸石5g、還原鐵粉5g、氫氧化鐵5g，在室溫(25°C )下以30r / min的轉(zhuǎn)速翻轉(zhuǎn)震蕩4小時(shí)，反應(yīng)結(jié)束后過(guò)濾取上清液測(cè)定砷的濃度。覆膜沸石除砷率為99.3%、沸石為1.3%、還原鐵粉為70.5%、氫氧化鐵為81.6% ο
[0030]實(shí)施例2 (靜態(tài)):
[0031]取21^含砷水，濃度為0.511^/1，？!1值為7.42。投加覆膜沸石5g，在室溫(25°C )下以30r / min的轉(zhuǎn)速翻轉(zhuǎn)震蕩4小時(shí),反應(yīng)結(jié)束后過(guò)濾取上清液測(cè)定砷的濃度低于0.01mg/L，吸附率可達(dá)99%。
[0032]實(shí)施例3 (靜態(tài)):
[0033]取2L含砷水，濃度為5mg/L，pH值為7.50。投加覆膜沸石5g，在室溫(25 °C )下以30r / min的轉(zhuǎn)速翻轉(zhuǎn)震蕩4小時(shí)，反應(yīng)結(jié)束后過(guò)濾取上清液測(cè)定砷的濃度為0.02mg/L,吸附率可達(dá)99%。
[0034]實(shí)施例4 (動(dòng)態(tài)):
[0035]將砷濃度為5mg/L，pH值為7.35的待處理水樣以2mL / min的流速連續(xù)通入內(nèi)徑為2cm、吸附層為5cm的吸附柱。流出水樣2L,出水中砷的濃度未超過(guò)0.01mg/L,符合水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。
[0036]實(shí)施例5 (動(dòng)態(tài)):
[0037]將砷濃度為10mg/L，pH值為7.35的待處理水樣以2mL / min的流速連續(xù)通入內(nèi)徑為2cm、吸附層為8cm的吸附柱。流出水樣2L，出水中砷的濃度未超過(guò)0.02mg/L，符合水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種鐵泥覆膜沸石制備除砷吸附劑的方法及應(yīng)用，利用硝酸鐵及氫氧化鈉制備鐵泥，使用鐵泥對(duì)沸石進(jìn)行覆膜，烘干，制成覆膜沸石，作為水中除砷吸附劑，其特征在于，具體工藝步驟為: ①I(mǎi)OOg沸石清洗除雜,烘干后過(guò)80目篩待用； ②配置l-2mol/ L的Fe (NO3) 3溶液及3-5mol / L的NaOH溶液； ③向沸石滴加30-50mL的Fe(NO3)3溶液，攪拌均勻呈泥； ④向混合物滴加5-25mL的NaOH溶液均勻攪拌直至混合物呈干泥狀； ⑤混合物在溫度為105-220°C下干燥； ⑥烘干后的混合物粉碎過(guò)80目篩，得到覆膜沸石。
2.如權(quán)利要求1所述的一種鐵泥覆膜沸石制備除砷吸附劑的方法及應(yīng)用，其特征在于，除砷方法有靜態(tài)除砷方法:取一定體積某濃度的含砷水，調(diào)節(jié)PH值至中性或弱酸性，根據(jù)砷濃度高低投加2-5g/L覆膜沸石，反應(yīng)4小時(shí)，靜置沉淀，上清液即為處理后的含砷水。
3.如權(quán)利要求1所述的一種鐵泥覆膜沸石制備除砷吸附劑的方法及應(yīng)用，其特征在于，除砷方法有動(dòng)態(tài)除砷方法:將吸附劑填充于內(nèi)徑為2cm的吸附柱內(nèi)，柱內(nèi)吸附層高5cm，將待處理的含砷水從頂部注入柱內(nèi)，待底部出水砷濃度超標(biāo)時(shí)停止出水，更換吸附劑后繼續(xù)運(yùn)行。
4.如權(quán)利要求2所述的一種鐵泥覆膜沸石制備除砷吸附劑的制備方法及應(yīng)用，其特征在于，在靜態(tài)除砷方法中去除水中砷時(shí)，覆膜沸石用量為0.5-4g/L。
5.如權(quán)利要求2所述的一種鐵泥覆膜沸石制備除砷吸附劑的制備方法及應(yīng)用，其特征在于，在靜態(tài)除砷方法中去除水中砷時(shí)，有效PH值為4-11.5。
【文檔編號(hào)】B01J20/16GK103736449SQ201310706520
【公開(kāi)日】2014年4月23日 申請(qǐng)日期:2013年12月20日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月20日
【發(fā)明者】鄒昊辰, 張翔宇, 潘利祥, 李新紅, 曹金玲, 王浩, 姚晨, 杜昊林 申請(qǐng)人:中節(jié)能六合天融環(huán)?？萍加邢薰?br>