[发明专利]一种牡蛎壳重金属吸附剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种水产加工副产物精深加工技术，开发新型水质重金属吸附剂及其制备方法。

背景技术

我国贝类年产量占世界产量的60%以上，居世界第一位。这些贝类资源在带动沿海经济快速发展的同时，也不可避免地产生大量废弃贝壳，这些废弃的贝壳资源如不加以很好利用，也会带来大量固体废弃物，对环境产生不良影响。

牡蛎有左右两个贝壳，右壳又称上壳，左壳又称下壳。牡蛎壳根据形成的方式和组织结构的不同分为3层：最外一层为角质层或皮层（periostracum），包含了贝壳素，对外界化学性物品的腐蚀具有较强的抵抗力；中间为棱柱层（prismatic layer），由多角形棱状结晶的石灰质沉淀构成，含大量2-10 μm的孔穴；内层为珍珠层（pearl layer），主要由方解石构成，能够逐渐增厚，随着牡蛎年龄的增大，珍珠层的层次也会越多。牡蛎壳由于具有特殊的物理构造，其内部具有为数众多的互相连通的孔道，含大量2-10 μm微孔，经处理可产生多种不同功能孔穴结构，使其具有较强的吸附能力、交换能力和催化分解等作用 ，能够很好地吸附养殖用水中的重金属，有机磷等成分，同时具有良好的水质澄清作用。中国沿海每年产生约100万吨废弃的牡蛎壳，这些“堆积成灾”的原材料造就了产品成本的低廉性、可开发性，具有强大的市场竞争力。用牡蛎壳粉来处理养殖用水，让牡蛎壳变废为宝，可有效地改善水产养殖环境，增加鱼类食品安全性。用牡蛎壳粉处理养殖用水是一种操作简单、投入资金少的处理技术，采用这一技术对养殖用水进行处理具有高效低耗、无二次污染的优势，有效减少养殖水中重金属、氮磷等污染物的含量，改善水产养殖环境。目前运用此方法处理养殖用水的研究还比较少，具广阔的空间和良好的前景。

发明内容

本发明涉及一种牡蛎壳复合重金属吸附剂，其特征在于：将牡蛎壳磨粉，过100目筛，加入0.4%SDS溶液进行改性，过滤烘干后，将改性牡蛎壳粉末与膨润土以重量比2:1的比例进行复配混匀，进行挤压造粒、滚圆、煅烧获得球形颗粒复合重金属吸附剂。

本发明要解决的技术问题是增强牡蛎壳重金属吸附效率及开发易于应用的产品形态。该制备方法综合应用了十六烷基磺酸钠（SDS）进行改性、与膨润土进行复配、高温煅烧三种方法，有效地提高牡蛎壳粉的重金属吸附能力；并且应用膨润土的粘性特性，采用挤压造粒、滚圆和煅烧方法，制备小球型颗粒吸附剂，是该吸附剂易于运输、储藏和施用。该方法工艺简单、成本低廉，具有较好的应用性。

本发明制备新型牡蛎壳的重金属吸附剂的方法主要有以下步骤。

1、牡蛎壳粉碎：将牡蛎壳除杂洗净、干燥、粉碎，过100目筛，获得牡蛎壳粉末。

2、牡蛎壳改性：称取牡蛎壳粉，加入2倍体积的浓度为0.4%十六烷基磺酸钠（SDS）溶液，60℃恒温下搅拌2 h，过滤，60℃下烘干，粉碎过100目筛，干燥密封备用。

3、复配：将改性牡蛎壳粉末与膨润土以重量比2:1的比例进行复配混匀。

4、造型：将复配原料加水拌匀，进行挤压造粒、滚圆，获得粒径4-6 mm球形颗粒。

5、煅烧：将球形粒状小球与550-600℃煅烧2 h，取出冷却，密封包装，即为牡蛎壳重金属吸附剂。

本发明提供的牡蛎壳水质重金属吸附剂具有如下特点。

1、对Cu²⁺、Zn²⁺、Pb²⁺、Cd²⁺、Cr(Ⅵ)等重金属具有良好的吸附作用。

2、球状吸附小球具有流动性好、易包装、易储存、易运输、不易破碎的特点。

3、该水质改良剂成本低廉，制备方法简单，效果良好，且在使用时不会产生二次污染。

具体实施方式

为了便于理解本发明，特列举实施例，以进一步诠释本发明，而不是对本发明的任何方式的限制。

1、牡蛎壳粉制备：将120 kg牡蛎壳清洗、干燥后，用万能粉碎机粉碎，用100目筛过筛，得到100 kg牡蛎壳粉末。

2、牡蛎壳粉改性：将100kg牡蛎壳粉装入调配罐中，加入60℃预热0.4%十六烷基磺酸钠（SDS）200L，恒温60℃匀速搅拌2 h后，板框过滤除水，获得改性牡蛎壳粉，将改性牡蛎壳粉在烘箱内60℃烘干，万能粉碎机粉碎，获得改性牡蛎壳粉。

3、复配：在混匀机中，加入100 kg改性牡蛎壳粉，50 kg膨润土，充分搅拌30 min，使两样品充分混匀。