[发明专利]一种硝酸盐吸附剂的制备方法

说明书

本发明属于资源综合利用领域，涉及一种固体废弃物资源化利用作吸附材料的制备方法，尤其涉及一种钢渣改性后用于吸附硝酸盐的合成方法。本发明是将钢渣与Al(OH)₃、水按一定比例混合熟化后并在高温下活化处理制备出一种新型硝酸盐吸附剂，提供了一种有效处理含硝酸盐水体的新思路。这种改性方法可以很大程度地提高钢渣孔隙率和表面性能，改变官能团的类型和数量，增强钢渣表面阴离子交换能力，并使改性后的钢渣表面带正电荷，大大提高钢渣对硝酸盐的吸附效率,对含有硝酸盐的废水具有良好的处理效果，而且原料易得，成本低廉，吸附量大，生产工艺简单。

技术领域

本发明属于资源综合利用领域，涉及一种固体废弃物资源化利用作吸附材料的制备方法，尤其涉及一种钢渣改性后用于吸附硝酸盐的合成方法。

背景技术

随着现代经济社会地快速发展，产生了大量的水体污染源(如工业废水、生活污水及垃圾粪便、化肥大量施用、地表降雨径流等)，使我国地表和地下水体中硝酸盐污染日益严重。水体中硝酸盐浓度过高会导致一系列人类健康和环境风险。饮用水中硝酸盐含量过高会引起诸如头晕、恶心、心跳加速、腹泻等症状；当硝酸盐在人体中还原成亚硝酸盐时，可能引起高铁血红蛋白症，并诱发癌症。而在自然生态系统中，过高的硝酸盐会诱发相邻地表水体富营养化，从而影响该区域的生物多样性。

目前存在多种硝酸盐的去除方法，包括生物降解法(微生物反硝化技术)、物理化学处理法(膜分离、蒸馏、离子交换和吸附等)、化学处理法(活泼金属还原法、电化学法和氢气催化还原脱氮法等)。在这些方法中，吸附法具有操作简单，价格成本低，处理周期短且不伴有二次污染物产生等优点，因此选取合适的硝酸盐吸附材料非常重要。大量研究表明很多物质——如活性炭、壳聚糖和离子交换树脂等可去除水体中硝酸盐，但这些物质大部分生产成本较高，合成工艺较为复杂。

在我国，综合利用工农业废弃物逐渐引起重视。钢渣是冶金工业中产生的固体废弃物，每年我国钢渣的排放量巨大，大量钢渣堆积，不仅占用土地，还会带来环境污染。钢渣经过粉磨后疏松多孔，比表面积较大，并且密度大，在水中的沉降速度快，固液分离处理周期短，同时含有大量的碱性氧化物和相当数量的铁和硅元素，在一定条件下进行处理可以聚合成为很好的絮凝材料，因此钢渣可以通过化学反应和吸附作用处理废水中的污染物。加之钢渣价格低廉，来源广泛，被认为是廉价、储存量高和极具吸附效果的吸附材料，可以达到“以废治废”的效果，使之资源化。目前钢渣直接作为吸附剂用来吸附硝酸盐的效果一般，因此需要通过一定的改性方法提高钢渣对硝酸盐的吸附性能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种不产生二次污染的新型硝酸盐吸附剂的制备方法，这种新型硝酸盐吸附剂孔隙率高，表面性能和阴离子交换能力强，且改性后的钢渣表面带正电荷，对含有硝酸盐的废水具有良好的处理效果，而且原料易得，成本低廉，吸附量大，生产工艺简单。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

(1)采用颚式破碎机或人工破碎将块状钢渣破碎成小块，然后采用行星球磨机将钢渣粉磨，过筛，得到60～100目粒度的钢渣，洗涤，然后在100～110℃温度下干燥3～5h后冷却，得到钢渣颗粒；

(2)称取步骤1中获得的钢渣颗粒，按钢渣质量百分比加入10～30％改性剂A和50～80％去离子水混合共同置于恒温水浴锅中，在20～30℃，150～200r/min条件下使用电动搅拌器充分拌合1～2h，得到钢渣固液混合物B；

(3)将钢渣固液混合物B放入20～30℃的恒温箱中熟化10h，再放入100～110℃烘箱下干燥1～3h；

(4)将步骤3中获得的改性钢渣放入马弗炉中在500℃～900℃下焙烧活化1～3h后冷却，研磨并筛分后得到60～100目活化改性钢渣，即新型硝酸盐吸附剂。

其中所述改性剂A为氢氧化铝粉末。所述钢渣为转炉钢渣或电炉钢渣。