[发明专利]一种除锑吸附材料及其制备方法和使用其对含锑废水进行处理的方法

说明书

技术领域

本发明属于含锑废水的处理领域，具体涉及一种除锑吸附材料及其制备方法和使用方法

背景技术

锑是一种重要的有色金属，锑及其化合物广泛应用于陶瓷、搪瓷、橡胶、颜料、半导体、塑料、医药、玻璃、电池、油漆、烟火材料、合金及阻燃剂等领域。锑不是生物体必需元素，具有积累毒性和致癌性。锑及其化合物被美国环保局及欧盟列为优先防治污染物。在我国，锑污染带来的健康危害越来越受到政府和公众的关注，含锑废水的有效处理迫在眉睫。

我国是世界上锑蕴藏量最为丰富的国家，也是产锑第一大国。锑及其他有色金属采、选、冶等过程排出的大量含锑废水是锑污染的主要源头，这也意味着我国正承担着严重的锑污染环境风险。近年来，国内由于含锑尾矿库风化淋滤、有色金属采选冶废水排放等途径造成水体锑污染的事件时有发生。锑的价态通常为+3或+5价，三价锑的毒性比五价锑的毒性高十倍，基于对锑毒性的研究，一些学者得到了土壤中锑的最大允许浓度为3.5-5mg/kg。美国环保局将饮用水中锑的限值定为6μg/L，我国《地表水环境质量标》(GB3838-2002)和《生活饮用水卫生规范》(卫生部，2001年)中均将锑的限值定为5μg/L。进入水体的锑通过食物链富集严重威胁人体健康，特别是对饮用水供应安全造成极大危害，有效预防、控制和治理锑对水环境的污染具有十分重要的意义。

锑在水环境中的存在价态和形态非常复杂，锑污染水体的有效治理方法不多，尤其缺少深度处理的有效技术。目前国内外针对其水污染处理的主要方法有化学沉淀法、离子交换法、膜分离法、吸附法等，这些方法各有优势，但实际应用都存在明显的局限。化学沉淀法主要以聚铁或聚铝混凝沉淀，该方法工艺简单，效果稳定，但处理后水中锑含量仍较高，只适合作为预处理。离子交换法由于水中的钙、镁等离子背景浓度较大，竞争交换致使效率下降，而且锑在水中往往同时以阴离子和阳离子形态存在，需要同时使用阴离子和阳离子交换树脂；此外，部分锑可能以不带电荷的Sb(OH)₃形式存在，离子交换法无法去除。膜分离法具有分离效率高，在重金属废水处理领域受到重视，但是因膜设备投资较大，运行费用较高，膜易被污染等原因，其实际应用存在不少问题。吸附法是去除水中微量重金属最具实用价值的方法之一，但是，由于锑在水中价态和形态非常复杂，现有的吸附材料难以达到对各种形态锑的完全吸附。研制对多种存在形态锑具有选择吸附特性的材料具有重要的实际意义。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种除锑吸附材料及其制备方法和使用方法，其可对水中的锑进行有效吸附，使锑含量降至国标要求的限值以下。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种除锑吸附材料的制备方法，其包括如下步骤：

S1.使用KMnO₄和H₂SO₄的混合溶液浸泡聚酰胺，聚酰胺溶胀且与KMnO₄与发生氧化还原反应，充分反应后生成的水合MnO₂附着于溶胀后的聚酰胺上；

S2.将经S1处理之后的聚酰胺投入FeSO₄溶液中充分浸泡，浸泡过程中水合MnO₂与FeSO₄反应，生成的Fe(OH)₃掺杂于水合MnO₂中，滤去溶液并以水清洗，得负载有水合MnO₂和Fe(OH)₃的聚酰胺，即为所述除锑吸附材料。得到的除锑吸附材料的含水率通常在20-40％之间，且应避光保存。

具体的，S1中聚酰胺与混合溶液的质量比为0.5-1.5：30，混合溶液中KMnO₄的质量分数为3-7％，H₂SO₄的质量分数为0.1-0.5％。

具体的，S1中的充分反应是指反应至混合溶液的紫色褪去。

具体的，S2中的聚酰胺与FeSO₄溶液的质量比为0.5-1.5：30，FeSO₄溶液中FeSO₄的质量分数为1-5％。

具体的，S2中的充分浸泡是指浸泡24h以上。

具体的，所述聚酰胺为聚酰胺颗粒或聚酰胺纤维。

本发明还提供一种除锑吸附材料，其通过上述的方法制备得到。