本發(fā)明涉及污水處理，具體涉及一種磁性吸附劑的制備方法及應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、我國是世界上最大的煤炭生產(chǎn)和消費(fèi)國，它是我國主要的能源來源，其中燃煤發(fā)電是最主要的煤炭利用方式。隨著人口與經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，煤碳的需求與生產(chǎn)量也不斷增加，雖然有部分的電力將會來自可再生資源，但主要還是以煤炭作為發(fā)電的主要燃料，如此必然會產(chǎn)生越來越多的粉煤灰，且仍在逐年地增長。

2、粉煤灰雖然是煤炭燃燒后產(chǎn)生的副產(chǎn)品，但富集很多的有害物質(zhì)，尤其是有毒微量元素，如未經(jīng)合理處理，部分有毒微量元素將會進(jìn)入大氣和水體，對環(huán)境和人體產(chǎn)生危害。傳統(tǒng)處理粉煤灰的方法是露天堆放，該法不僅會占用大量的土地，而且不規(guī)范的堆放會污染土壤和危害環(huán)境；粉煤灰還可能進(jìn)入到地下，從而導(dǎo)致淤積，堵塞自然排水系統(tǒng)，灰中的重金屬甚至?xí)廴镜叵滤Ｍ瑫r，粉煤灰中含有一些有價元素可以循環(huán)利用，由于粉煤灰兼具污染性與資源性的雙重特征，可通過多種途徑實(shí)現(xiàn)粉煤灰的資源化利用。目前，大多數(shù)是將粉煤灰制備成建筑材料；有些因投資少、用量大等原因?qū)⑵鋺?yīng)用于改良土壤、制作肥料等。但粉煤灰的利用技術(shù)依然不成熟，因粉煤灰物理和化學(xué)性質(zhì)存在著差異，應(yīng)針對不同粉煤灰的特性進(jìn)行不同的處理。

3、近年來，研究者根據(jù)粉煤灰表面的多孔結(jié)構(gòu)及活性位點(diǎn)等特點(diǎn)，將其直接或改性制備成吸附劑應(yīng)用于廢水處理，雖然去除效果好，但仍存在一些局限性，如處理后的廢水中含有一定的懸浮物，泥水分離難，泥渣量大，如處理不當(dāng)會造成二次污染等。隨著磁性材料的迅速發(fā)展，鐵磁性材料以其獨(dú)特的性質(zhì)已在各個領(lǐng)域占有舉足輕重的地位，鐵氧體因具有高化學(xué)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性、強(qiáng)磁性、吸附性能好及沉降性好等性質(zhì)已被引入污水處理。因此，需通過某種方法將粉煤灰與鐵源制備成結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、吸附性能好且易沉降的磁性吸附劑。對于這方面的實(shí)驗方法和理論研究，目前國內(nèi)外幾乎沒有。

4、此外，隨著工業(yè)化的快速發(fā)展，重金屬廢水污染越來越嚴(yán)重，大部分重金屬具有生物毒性和“三致”作用，從而使其成為危害性最大的工業(yè)廢水污染之一，已成為全球關(guān)注的重點(diǎn)。重金屬污染廢水中最常見的是含銅工業(yè)廢水，尤其是電子線路板含銅廢水，具有高濃度銅離子，廢水ph變化大，污染物種類繁多且復(fù)雜，且重金屬離子易與一些無機(jī)物質(zhì)形成重金屬絡(luò)合物，導(dǎo)致電子線路板含銅廢水的有效處理成了一大難點(diǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種磁性吸附劑的制備方法及應(yīng)用，解決了現(xiàn)有技術(shù)中針對粉煤灰作為吸附劑處理廢水時存在工藝復(fù)雜、渣量大、泥水分離難等問題。

2、為實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明通過以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：

3、本發(fā)明公開了一種磁性吸附劑的制備方法，將粉煤灰與鐵源在水中混合后，氮?dú)夥諊拢诤銣厮≈羞M(jìn)行攪拌反應(yīng)，反應(yīng)過程中ph值穩(wěn)定在8.0～12.0，反應(yīng)完成后真空干燥即得磁性吸附劑。

4、優(yōu)選的，所述粉煤灰的粒徑為100～350目，所述粉煤灰與鐵源的質(zhì)量比為0.5～1：1～2。

5、優(yōu)選的，所述鐵源為二價鐵源，所述鐵源的質(zhì)量濃度為5～10g/l。

6、優(yōu)選的，所述攪拌反應(yīng)的溫度為25±5℃，時間為1～1.5h，所述真空干燥的溫度為50～70℃，干燥時間為3～5h。

7、相應(yīng)的，一種上述制備方法制備的磁性吸附劑在處理含銅廢水中的應(yīng)用。

8、優(yōu)選的，所述磁性吸附劑的用量為0.05～3g/l，廢水中銅離子的濃度為10～500mg/l。

9、本發(fā)明具備以下有益效果：

10、1.本發(fā)明提出以鐵源和粉煤灰為原料制備磁性吸附劑的技術(shù)思路，在常溫條件下，以粉煤灰顆粒作為核心，鐵源形成鐵氧體包覆其表面并形成吸附性能好、穩(wěn)定、強(qiáng)磁性的鐵氧體顆粒，可直接用做吸附劑進(jìn)行利用，處理后的渣量少，避免泥水分離困難的問題，實(shí)現(xiàn)粉煤灰的無害化、資源化利用。

11、2.本發(fā)明提出了粉煤灰中鐵元素產(chǎn)品化的新途徑：過去粉煤灰的利用大多針對的是鋁、硅兩種元素的特點(diǎn)制備成沸石分子篩、絮凝劑等，在應(yīng)用過程中會產(chǎn)生大量的、易造成二次污染的廢渣。本發(fā)明提出利用鐵源與粉煤灰制備磁性吸附劑，既利用了粉煤灰中的鐵資源，節(jié)約成本，又使材料具備獨(dú)特的強(qiáng)磁性。

12、3.低成本磁性吸附劑的制備技術(shù)：過去的粉煤灰制備環(huán)保材料的合成技術(shù)均需要微波加熱、水熱法等，設(shè)備復(fù)雜，制備成本高。本發(fā)明在常溫25℃條件下，通過共沉淀的方法將鐵源與粉煤灰合成吸附劑，合成工藝簡單，易操作，成本低。

技術(shù)特征：

1.一種磁性吸附劑的制備方法，其特征在于：將粉煤灰與鐵源在水中混合后，氮?dú)夥諊拢诤銣厮≈羞M(jìn)行攪拌反應(yīng)，反應(yīng)過程中ph值穩(wěn)定在8.0～12.0，反應(yīng)完成后真空干燥即得磁性吸附劑。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種吸附劑的制備方法，其特征在于：所述粉煤灰的粒徑為100～350目，所述粉煤灰與鐵源的質(zhì)量比為0.5～1：1～2。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種磁性吸附劑的制備方法，其特征在于：所述鐵源為二價鐵源，所述鐵源的質(zhì)量濃度為5～10g/l。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種磁性吸附劑的制備方法，其特征在于：所述攪拌反應(yīng)的溫度為25±5℃，時間為1～1.5h，所述真空干燥的溫度為50～70℃，干燥時間為3～5h。

5.一種權(quán)利要求1～4任一項所述制備方法制備的磁性吸附劑在處理含銅廢水中的應(yīng)用。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的應(yīng)用，其特征在于：所述磁性吸附劑的用量為0.05～3g/l，廢水中銅離子的濃度為10～500mg/l。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及污水處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種磁性吸附劑的制備方法及應(yīng)用。具體技術(shù)方案為：一種磁性吸附劑的制備方法，將粉煤灰與鐵源在水中混合后，氮?dú)夥諊?，在恒溫水浴中進(jìn)行攪拌反應(yīng)，反應(yīng)過程中pH值穩(wěn)定在8.0～12.0，反應(yīng)完成后真空干燥即得磁性吸附劑。本發(fā)明解決了現(xiàn)有技術(shù)中針對粉煤灰作為吸附劑處理廢水時存在工藝復(fù)雜、渣量大、泥水分離難等問題。

技術(shù)研發(fā)人員：劉芳,周康根
受保護(hù)的技術(shù)使用者：麗水學(xué)院
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/10/21