[发明专利]同时脱除水中阴、阳离子的吸附材料的制备及使用方法

说明书

一种同时脱除水中阴、阳离子的吸附材料的制备及使用方法，属于水处理领域，涉及一种能同时脱除水中阳离子型重金属如铅、镉、镍、铜、锌等和阴离子型元素如氟、磷、砷等的技术，具体是利用大蒜渣皂化处理样和完全负载高价金属离子样的混合搭配使用，实现对阳离子型重金属离子的吸附与阴离子型元素离子的同时吸附脱除，具有多种功能复合组配以满足净水或提取分离金属资源的多种要求的目的。本发明优点在于提供了一种组合搭配制备生物吸附材料的方法，可以同时满足吸附提取水中阴离子型金属元素、阳离子型金属元素的要求，从而显著简化了吸附提取流程步骤，大大提高了提取效率，满足日益复杂的多组分废水中金属资源的经济、高效提取回收。

技术领域

本发明属于水处理领域，涉及一种能同时脱除水中阳离子型重金属如铅、镉、镍、铜、锌等和阴离子型元素如氟、磷、砷等的技术，具体是利用大蒜渣皂化处理样和完全负载高价金属离子样的混合搭配使用，实现对阳离子型重金属离子的吸附与阴离子型元素离子的同时吸附脱除，具有多种功能复合组配以满足净水或提取分离金属资源的多种要求的目的。

技术背景

在实际的水处理处理过程中，由于水质成份的多元化和复杂性，对分离技术也提出了综合的要求。在那些低微量浓度的净水场合，吸附技术乃是非常合适的一种选择。但是由于污水来源的复杂性,导致其中的成分也非常复杂,如何有效地发挥吸附材料的分离能力,尽可能地减少操作步骤，短流程地一次性吸附脱除水中的复杂成分，乃是现实情况中经常遇到的问题。在一些冶炼厂、金属加工厂、采矿酸性废水等行业中，其废水中往往是阳离子型的金属元素如铅、镉、镍、锌、铁等与阴离子型元素副氟、磷、砷、硒等同时并存，那么必然会对吸附材料的多样性提出要求。能够同时满足这样阳离子、阴离子并存的复杂溶液，而且可以同时吸附分离脱除，正是这类问题的挑战所在。传统的单一吸附阳离子型元素的吸附材料或者单一吸附阴离子型元素的吸附材料，都显然无法同时满足这样的要求。而这类问题，在现实中却非常普遍，如果能够设法加以解决，则是一件很有意义的事情。

而在传统的冶金行业中，高品位的金属矿床被不断地挖掘、冶炼，而实际上在这个过程中的每一个阶段，都会产生含金属的废弃物(固、液、气)，这些废弃物往往因为有价金属的品位低，为当时的冶炼技术的经济性所限制，而没有得到充分的利用，因此被作为废弃物闲置堆弃。长年累月，这样的“废弃物”越来越多，实际上形成了新的巨量的渣山，一方面占据土地面积，还可能造成周边环境的土壤、水体、大气的污染隐患，另一方面则是里面含有可观数量的有价金属没有被利用起来，则是无形的一种浪费。如何从中提取出有价金属，技术经济成本上可接受，则是一件非常有意义的事情。这样的问题被称为低、贫、复杂矿产资源，实际上如果能够采用化学沉淀以及生物吸附等多种技术的联合使用，经济高效地提取其中的低品位资源，实在具有很好的发展前景。另外一个资源矿床，则是集中在城市区域产生的各种含有金属的废弃物，典型的如电子垃圾、焚烧飞灰、建筑废弃物、城市下水道污泥等等，其实都属于城市人群日常生活所需、所耗而“制造”出来的新型废弃物，其中也富含了可观数量的有价金属资源，除了其中高品位含量的贱金属壳采用传统冶金方法提取之外，还有可观数量但是含量极端低的稀有金属和贵金属没有得到经济高效、绿色清洁的提取，因此，在这两类丰富数量、但是浓度极低的有价金属闲置“矿床”的提取中，以成本低廉、选择性提取分离效果极好而为世人所识的生物吸附技术，展现了极佳的应用前景。显然，面临上面提及的各类问题，湿法冶金为主体支撑起来的选择性分离提取溶浸母液中的各类型有价金属离子的吸附材料的设计与选择，就是整个新工艺能否成功实施的关键所在。对这样的课题的解决，需要多方面的努力，共同促成这个事情的发展，但是从技术角度而言，需要有几个方面重视：一个是溶浸体系的设计与选择很讲究。传统的酸、碱、盐浸出试剂，除了需要考察溶浸效果之外，还要考察其对环境的友好性、循环回用性、是否利于后续选择性提取分离金属元素性等多方面的要求。另一个是吸附材料在什么样的体系更能够发挥其分离性能和效果。毕竟，任何吸附材料都有其自身独特优点，和特殊的缺点与弊端。也就是说，设计和选择这样的新湿法冶金工艺过程，得在一开始就要从全盘来考虑整个全流程的协调与有机配合的问题，以使得全流程符合清洁、绿色、短流程、对环境友好等诸多新要求的先进设计理念得以充分体现，而不再是以前的那种“只顾头、不顾腚”的老路子，必须以精细化、系统化的全流程设计理念来从顶层设计好这个工艺流程。但是无论如何，从技术的角度而言，这类阳离子型和阴离子型有价元素同时并存于一个溶液中，要求逐一选择性分离出来的短流程冶金新工艺的迫切性是越来越高涨。如何较好地解决此类问题，必将是冶金界一直需要思考和探索的课题。