[发明专利]一种用于处理重金属废液的磺化生物炭

说明书

本发明涉及重金属废液处理领域，具体公开了一种用于处理重金属废液的磺化生物炭。采用以下步骤制备：步骤1：对植物进行干燥和粉碎，得到原料粉末；步骤2：按比例将原料粉末和浓硫酸加入反应容器内，原料粉末和浓硫酸的用量比例为0.2～0.3g：1.5～2.5ml，浓硫酸的质量分数大于等于98％；再加热至80～100℃或140～180℃并保持5～15min，得到混合溶液；步骤3：对混合溶液进行过滤得到颗粒物，对颗粒物进行干燥得到磺化生物炭。本发明中的用于处理重金属废液的磺化生物炭的成本更低，以降低工业废水的处理成本。

技术领域

本发明涉及重金属废液处理领域，具体涉及一种用于处理重金属废液的磺化生物炭。

背景技术

工业废水中通常存在重金属离子，若直接将工业废水排放至环境中会导致大量的重金属离子进入土壤和地下水中，从而对土壤和地下水造成污染，故需要对工业废水进行处理，去除其中的重金属离子后才能排放。

目前的工业废水中的重金属离子的去除方法主要包括化学沉淀法、电化学法、溶剂萃取法、离子交换法、纳滤法和吸附法，其中吸附法的操作简单、成本较低，可广泛应用于工业废水的重金属离子的去除。

目前的吸附法采用生物炭对重金属离子进行吸附，生物炭常用的制备方法是采用木材、稻草等植物作为原料，在高温、缺氧的环境下对原料进行缺氧热解，但上述制备方法需要的温度较高，耗能较大，导致生物炭的制备成本较高；另外，制备时还需要向反应设备内通入惰性气体才能将原料与氧气分隔，惰性气体的使用也会进一步提高生物炭的制备成本，即采用缺氧热解方式制备的生物炭的成本较高，导致工业废水的处理成本较高，为了降低工业废水处理成本，需要一种成本更低的生物炭。

发明内容

本发明意在提供一种成本更低的用于处理重金属废液的磺化生物炭，以降低工业废水的处理成本。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：一种用于处理重金属废液的磺化生物炭，采用以下步骤制备：

步骤1：对植物进行干燥和粉碎，得到原料粉末；

步骤2：按比例将原料粉末和浓硫酸加入反应容器内，原料粉末和浓硫酸的用量比例为0.2～0.3g：1.5～2.5ml，浓硫酸的质量分数大于等于98％；再加热至80～100℃或140～180℃并保持5～15min，得到混合溶液；

步骤3：对混合溶液进行过滤得到颗粒物，对颗粒物进行干燥得到磺化生物炭。

本方案的有益效果为：

1.本方案中采用浓硫酸与植物形成的原料粉末反应制得磺化生物炭，在制备过程中，需要加热达到的温度远低于进行缺氧热解时需要的温度，而且在制备时也不需要使用惰性气体将原料与氧气分隔，有效降低了制备成本，在使用本方案中的磺化生物炭处理重金属废液中的重金属时，降低处理成本。

2.本方案中的磺化生物炭与重金属废液接触后，除能够通过磺化生物炭中的孔隙对重金属进行吸附外，由于磺化生物炭在与浓硫酸接触时被磺化，当磺化生物炭与重金属离子接触时会与重金属离子结合形成沉淀，即本方案中的磺化生物炭在进行物理吸附的同时还进行化学沉淀，有效提高对重金属的处理效果。

进一步，步骤1对植物粉碎后先过筛，穿过筛网的粉末为原料粉末。

本方案的有益效果为：在筛分时能够促使原料粉末分散，还能够去除未被粉碎的大块植物碎片，避免未被粉碎的大块植物碎片无法与浓硫酸充分反应而难以形成磺化生物炭。

进一步，步骤3对混合溶液进行过滤前先将混合溶液冷却至室温。

本方案的有益效果为：本方案可避免混合溶液的温度过高而烫伤操作者。

进一步，步骤3先对颗粒物进行水洗后再进行干燥。