[发明专利]一种利用废白土制备脱砷吸附剂的方法

说明书

本发明公开一种利用废白土制备脱砷吸附剂的方法，步骤如下：1)将废白土置于缺氧保护气氛中，在400～600℃温度下热解0.5～1h；之后取出待其自然冷却后，磨碎并过200目筛，得到筛分产物；2)将筛分产物酸化2～5h，之后漂洗至pH为4～5，烘干后得到再生白土；3)将再生白土浸渍在卤化铁溶液中，恒温环境下振荡22～24小时；4)将经过恒温振荡后的产物洗涤至中性，之后置于烘箱中熟化2～3h，即可得到载铁白土脱砷吸附剂。本发明方法将废白土用于制备脱砷吸附剂，既能有效地利用废白土这种二次资源，也能降低燃煤电厂的砷等重金属污染物的排放，实现了废白土资源化利用的经济效益、环境效益和社会效益。

技术领域

本发明涉及一种利用废白土制备脱砷吸附剂的方法，属于资源利用与环境保护交叉技术领域。

背景技术

砷是一种类金属元素，元素符号为As，常见的化合态-3，0，+3，+5；由于砷对生态环境和人体健康有极大的危害作用且具有和重金属元素相似的迁移和转化规律，故被列为有害重金属元素之一。

由于大气、土壤和水体之间长期且紧密的相互作用，砷一旦被引入自然环境就很难被消除。大气中的砷会随着雨雪进入水体，进入水体的砷会积累在鱼类和食鱼动物为主的食物链中，然后进入人体的消化系统，浓度高时会引发人体砷中毒。砷中毒可以使人体内的酶失去活性，影响细胞代谢、导致细胞死亡，引起中毒性神经衰弱症、多发性神经炎、皮肤癌和畸形等；砷污染对环境的破坏是不可逆的，即使停止排放，排放到环境中的砷也不会自行消减，因此，人为排放源的砷污染问题已经越来越受到广泛的关注。

煤炭燃烧、垃圾焚烧和金属冶炼过程都能产生含砷污染废气，而燃煤电站是目前大气人为砷污染物的主要排放源。煤炭燃烧时，无论是无机砷还是有机砷，大部分砷都先会从煤中挥发出来并以气态形式存在于炉膛烟气中，之后随着烟气的流动和温度的降低，部分气态砷会冷凝吸附在燃煤产生的细颗粒物中成为颗粒态砷，因此在煤炭燃烧产生的烟气中，砷主要以颗粒态砷和气态砷(As₂O₃和As₂O₅)的形式存在，且As³⁺的毒性是As⁵⁺的50倍。燃煤烟气中大部分颗粒态砷可以被除尘设备和湿法脱硫设备捕获；而气态As⁵⁺易溶于水，可以被湿法脱硫设备捕获。因此，将气态砷转化为易于被污染物控制设备脱除的颗粒态砷以及将As³⁺氧化成易溶于水的As⁵⁺是目前燃煤电站砷污染物排放控制的前提和热点。

目前，以活性炭为代表的固体吸附剂是控制燃煤烟气中砷等重金属污染物排放的主要方法。但是，活性炭类吸附剂由于其价格昂贵，制约了其在烟气脱砷领域的发展。矿物质类固体吸附剂如沸石、膨润土等由于价格低廉，储量丰富，是一种非常有潜力的重金属吸附剂。在采用各种方法如FeCl₃浸渍对钙基类吸附剂进行改性之后，其对烟气中的砷吸附不仅有物理吸附，还有化学吸附(如式1、式2所示)，因此对矿物质类吸附剂进行改性将大大提高其脱砷效率。

Fe₂O₃+As₂O₃+O₂→2FeAsO₄ 式1

Fe₂O₃+As₂O₅→2FeAsO₄ 式2

活性白土是用粘土(主要是膨润土)为原料，经无机酸或盐或其他方法化处理，再经水漂洗、干燥制成的吸附剂，外观为乳白色粉末，无臭、无味、无毒，吸附性能很强，能吸附有色物质、有机物质；而废白土是活性白土用作加工润滑油之后的废弃物。废白土不能直接丢弃掩埋，必须经过环保处理，但处理费用很高，因此，如何将废白土资源化利用一直是近年来人们所关注的热点问题。

发明内容