[发明专利]一种基于钼矿尾砂为原料的钾型重金属介孔吸附材料及其制法和应用

说明书

本发明属于环境重金属污染处理技术领域，公开了一种基于钼矿尾砂为原料的钾型重金属介孔吸附材料及其制法和应用。该制法包括以下步骤：将钼矿尾砂酸洗后加入碱性钾化合物，在马弗炉中共热，然后加水溶解，取上清液并加入偏铝酸钠和水玻璃，混匀进行反应，反应结束后将所得产物纯化即得钾型重金属介孔吸附材料。该方法制备的介孔吸附材料对重金属的吸附效果非常好，即使在重金属溶液的浓度高达280mg·L^‑1下，仍然有95％以上去除率，且吸附重金属后较稳定，没有二次污染风险，可应用在重金属废水处理中。而且本发明充分利用原料钼矿尾砂废弃物的特性，提高产品的质量的同时实现了以废治废的目的，且制备工艺简单，利于工业生产推广。

技术领域

本发明属于环境重金属污染处理技术领域，特别涉及一种基于钼矿尾砂为原料的钾型重金属介孔吸附材料及其制法和应用。

背景技术

随着水资源的越来越缺乏，人类对水资源的渴求越来越强烈，然而水体污染问题却越来越严重，这导致可用的水资源更少了。因此处理污染废水的问题已然成为世界性问题。特别是在发展中国家，污染废水的大量排出的环境问题，甚至成为国家前进和发展的障碍。重金属污染具有毒性、不可生物降解和积累性等特点，存在于水体环境中严重威胁到人们的健康及生活。中华人民共和国国家统计局编写的《中国统计年鉴》中提到2014年中国的废水排放已经达到了惊人的7161751万吨。

重金属类污染物一旦排入水体，只能够通过改变形态或者被转移、稀释、积累，而不能被降解，而且即使很低浓度的污染也会对人体造成危害。镉，是重金属元素的其中一种，是一种毒性很大的软质金属，不属于人体所需元素。其大部分的化合物都具有水溶性、并且具有毒性，因此一旦进入水体，很容易在不知不觉中进入食物链，并在人体中富集，威胁到人类健康。镉进入人体会富集在肝脏、胰腺、胃和甲状腺中，可使肾脏产生不可逆的病变，引起骨质疏松、心血管疾病，对神经系统和免疫系统造成伤害。我国《污水综合排放标准》及《生活饮用水水质卫生规范》中明确规定的镉的浓度限值分别为0.1ppm和5ppb。

重金属废水的主要来源包括化工业、铅锌矿的开拆、电镀工业、有色金属冶炼、制备硫酸工业、印染纺织业、农药生产等废水的排放。

重金属废水处理的方法大致可以分为物理处理法、化学法、生物处理法三大类。其中化学方法主要包括沉淀法和电解法；物理处理法包括溶剂萃取分离法、离子交换法、膜分离和吸附法；生物处理法包括生物吸附法、生物絮凝法、植物修复法。

吸附法是利用多孔性结构的材料吸附去除水中重金属离子的一种有效方法，是目前处理含镉工业废水的方法之一。吸附法的关键技术是吸附剂的选择，常见的吸附材料包括沸石、活性炭等。活性炭有很强吸附能力，去除率高，但活性炭再生效率低，处理水质很难达到回用要求，价格贵，应用受到限制。沸石是天然的吸附材料，比表面积大，具有很强的吸附能力，最早就被应用于重金属废水的处理工艺。近年来，逐渐开发出有吸附能力的多种吸附材料。

矿产资源在开发利用时的利用率基本都不高，有用组分只占少部分，大部分的物质将成为尾矿。所以尾矿资源年年都在不断累积，大量尾矿砂堆积在尾矿库，不仅占用土地，浪费资源，而且存在污染的环境风险。

尾矿砂作为工业废弃物的一种，是一种放错地方的资源，目前它的处置途径有三种。第一种是随着科技的不断进步，小部分的尾砂可以经过再选，提取出有用的矿物资源；第二种是作为建材、轻工、无机化工原料，生产如微晶玻璃、建筑陶瓷、建筑砌砖等；最后一种是作为配料，参与硅酸盐水泥、矿物材料的合成等。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点与不足，本发明的首要目的在于提供一种基于钼矿尾砂为原料的钾型重金属介孔吸附材料的制备方法。

本发明另一目的在于提供上述方法制备的基于钼矿尾砂为原料的钾型重金属介孔吸附材料。

本发明再一目的在于提供上述基于钼矿尾砂为原料的钾型重金属介孔吸附材料在重金属废水处理中的应用。