[发明专利]一种利用山竹渣吸附清除废液中重金属及六价铬的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种分离净化废水中重金属离子尤其是六价铬离子的山竹渣为原料制备吸附剂材料的方法，涉及山竹渣为原料制备吸附剂、对水中重金属离子的吸附净化，尤其是六价铬的深度净化。

背景技术

随着工业的快速发展，采掘、冶炼和使用重金属的过程中所产生的各种废水给环境造成的污染危害也引起了人们的重视。为保持社会的可持续发展，除采用更先进清洁的工业技术之外，还应加强对各类重金属引起的危险污染源进行高效治理的先进技术的研发。在铅、镉、砷、汞、铬等重金属污染中，铬引起的危害在某些地区非常严重。铬及其盐在电镀、鞣革、颜料、冶金、油漆、印染等领域应用广泛，由此造成的含铬废渣或废水造成的污染也引起人们的关注。六价铬毒性很强，具有强烈的致癌作用，是公认的需要严格控制排放的五大重金属污染源之一。而实际的含铬废液由于其产生的来源复杂，往往同时含有多种其他金属离子，如铁、铅、镍等，要从这样的废液中选择性地清除其中的六价铬是非常困难的。

传统的处理含铬废水的方法有氧化还原-沉淀法、微生物法和吸附净化法。氧化还原-沉淀法是将六价铬首先还原成三价铬，再沉淀或絮凝分离，这种方法解毒效果快，但是化学试剂消耗量大，产生大量的高含水铬污泥需进一步处理，容易造成二次污染，后处理麻烦，而且对微量浓度的六价铬废水的净化效果不佳。微生物法需要筛选和寻找专门的菌株进行培养，驯化或培养所需要的营养液配制麻烦，驯化或培养所需要的周期长，用于清除废水中的六价铬的条件较为苛刻，处理时间较长，处理量也有限，对于大量的含铬毒渣并不容易实现工业化大规模应用。吸附法清除废水中的六价铬具有效率高、耗时短、净化彻底、处理量大的优点，但是现有离子交换树脂为主的吸附材料往往具有分离选择性差、交换容量有限、对废液的固体颗粒物含量有严格的要求，以及离子交换树脂价格较贵，使得整个净化成本居高不下，因此有必要开发选择性更好、吸附容量较大的新型吸附剂材料。

本发明采用山竹渣为原料，因其中富含多元酚、氨基酸类成分，含有与金属离子具有良好固定作用的功能团，尤其在与六价铬的废水接触的时候，可望实现对六价铬良好的选择性吸附净化效果。因此，本发明将提供一种利用山竹渣来制备吸附剂，以及基于此吸附剂材料而开发出一条可以先选择性提取六价铬，再吸附提取残余的其他重金属离子如铜、铅、镉、铁、镍、锌等金属离子的湿法冶金新工艺。本发明所述的山竹渣是指山竹果剥除其中的果实之后剩下的果皮以及山竹树皮及叶子。

发明内容

为了解决本发明的技术方案，本发明的目的是提供一种以山竹渣原料来制作吸附剂材料，用于水中重金属离子的吸附净化，尤其是对六价铬的选择性吸附净化的湿法冶金新工艺。

本发明的技术方案是：一种利用山竹渣吸附清除废液中重金属及六价铬的方法，具体包括以下步骤：

1）取一定量山竹果皮、山竹果梗或榨汁后的固体残余物，进行水洗，将其中的色素、可溶性成分、小分子量多糖洗去，备用；

2）然后将水洗后的以上固体残渣与碱及水按照1：0.05-0.2：0.5-2的质量比例进行搅拌混合反应0.5-48小时；其中所述碱为锂、钠、钾、镁、钙的氢氧化物、氧化物、碳酸盐、碳酸氢盐，以及碳酸铵、碳酸氢铵、尿素或氨水中一种或二种以上混合；

3）将以上固体产物经过水洗、送入真空烘箱中，在温度为60-100^oC干燥，再经过破碎、筛分后即可得到吸附剂材料；

4）配制浓度0.1-10毫摩尔每升的含铅、镉、铜、铁、镍、锌和六价铬的金属离子水溶液，按照吸附剂的重量与溶液的体积为0.5-20g/l比例加入步骤3得到的吸附剂材料，吸附剂可充分吸附水溶液中的六价铬离子和重金属离子，从而使得水溶液中的重金属及六价铬离子被吸附清除。

 

进一步，所述步骤2还替换为金属可溶性盐类改性处理：将步骤1清洗后的固体物质与盐、水按照1：0.01-0.5：0.1-5的质量比例混合搅拌，搅拌反应0.5-48小时后，过滤，得到固体物质；其中，所述金属可溶性盐类包括锂、钠、钾、镁、钙的氯化物、硫酸盐、硝酸盐中的一种或两种以上一起混合使用。

进一步，所述步骤2还替换为酸性试剂溶液改性处理：步骤1清洗后的固体物质与酸、水按照1：0.01-0.5：0.1-5的质量比例混合搅拌，搅拌反应0.5-48小时后，过滤，得到固体物质；其中，所述酸性试剂包括浓硫酸、浓盐酸或柠檬酸。