利用牡蠣殼製備的可回收廢水除鉛材料及製備方法
2023-06-20 17:48:21 3
專利名稱：利用牡蠣殼製備的可回收廢水除鉛材料及製備方法
技術領域：
本發明屬於可回收廢水除鉛生態環境材料，更具體涉及一種利用牡蠣殼製備的可回收 廢水除鉛材料及製備方法。
背景技術：
福建水產養殖業發達，牡蠣養殖面積、產量均居全國之冠。僅漳浦縣霞美鎮一地，牡蠣 養殖面積達3萬畝，年廢棄牡蠣殼l萬噸，全省堆積廢棄的牡蠣殼累積已有近百萬噸，每年還 在快速遞增。牡蠣殼含有豐富的鈣鹽(CaC03)，具有豐富的天然多孔表面，並具有一定的 生物活性，特殊的物理構造，具有較強的吸附能力、交換能力和催化分解等作用。國內外 關於廢棄牡蠣殼的綜合利用方面的研究報導很少。在沿海鄉村，常把牡蠣殼燒成石灰後刷牆 ，利用價值很低。近年來，有人進行利用牡蠣殼製備活性鈣的研究，主要用於人體補鈣，水 泥、塗料、飼料等添加劑，但牡蠣殼的消耗量仍十分有限。至今為止，比較少將牡蠣殼用於 製備廢水除鉛淨化材料研究報導。
鉛是自然界分布很廣的元素，也是工業中常使用的元素之一。鉛和可溶性鉛鹽都有毒性 ，含鉛廢水對人體健康和動植物生長都有嚴重危害。隨著工業技術的迅速發展，工業廢水中的 重金屬鉛作為一類汙染物，國家排放標準中明確規定含鉛廢水的排放標準為鉛總含量《1 mg/L。由於鉛的嚴重危害，以及環境汙染和資源短缺問題日趨嚴重，人們對含鉛廢水的處理日 益重視。處理廢水中重金屬鉛離子，目前工業中一般採用化學沉澱法、離子交換法、液膜法 和生物吸附法。化學沉澱法具有佔地面積大、處理量小、選擇性差等缺點；離子交換法會產 生大量汙泥，形成二次汙染；液膜法的液膜技術難度大，用於製備液膜的表面活性劑品種少 、性能差、技術不過關；生物法受客觀環境影響限制。
牡蠣殼含豐富的鈣資源，其中鈣活性很高，除鉛速度快、效率高，吸附鉛能力強，但 直接投入廢水中除鉛時，效果不佳且生成難溶性的沉澱物，形成的汙泥會導致水體二次汙染 ，材料無法回收。
發明內容
本發明的目的是提供一種利用牡蠣殼製備的可回收廢水除鉛材料及製備方法，解決現有 技術中牡蠣殼利用不合理，廢水中鉛離子除去不完全、成本高、工藝流程複雜等技術問題； 本發明用牡蠣殼為主要原料，採用免燒工藝，不僅製品性能好，生產成本低，可回收，除去
4水中鉛離子效果好，除鉛成本低，有利於實現環境保護和變廢為寶的雙重目的。
本發明的牡蠣殼製備的可回收高效廢水除鉛材料的原料配方，按照重量百分比包括按 照重量百分比牡蠣殼50-90%，水泥10-50%。
本發明的製備方法的具體步驟為a)將牡蠣殼乾燥後，破碎研磨，過100目篩；b)按配
方準確稱取原料，加適量水混合均勻；c)將混料壓製成型為外徑6-12mm，內徑3-9mm，長 6-12mm的管狀試樣，或者製成直徑5-30mm的粒狀試樣。d)將坯體放入水中進行養護後，製得 可回收廢水除鉛材料。
本發明的顯著優點是本發明較之已有技術而言，本發明充分利用牡蠣殼來源廣泛，密 度低，具有生物活性的特點，將預處理後的牡蠣殼與水泥按一定比例混合，製成環狀或粒狀 試樣，使牡蠣殼粒子固定活化。本發明專利的廢水除鉛材料，在水中的穩定性很好，廢水中 的鉛離子會與牡蠣殼粒子產生反應達到廢水除鉛的目的，另一方面用本發明專利製成的牡蠣 殼廢水除鉛材料，採用能耗低的免燒法工藝、工藝簡單，材料強度高，效果好，製備成本低 廉、除鉛速度快、效率高、可回收；解決了制約除鉛材料回收再生方面與能耗消耗方面的技 術難題。本發明可變廢為寶、以廢治汙，成本低廉，可回收再生，應用前景好，提高市場競 爭力，而且有利於實現環境保護和變廢為寶的雙重目的。
具體實施例方式
牡蠣殼水產養殖的廢棄物；水泥普通矽酸鹽水泥。 原料配方包括，按照重量百分比牡蠣殼50-94%，水泥6-50%。 利用牡蠣殼製備的可回收廢水除鉛材料採用免燒法製備，具體步驟如下
a) 將牡蠣殼乾燥後，破碎、過篩；牡蠣殼的乾燥為自然乾燥或烘乾，破碎研磨後過 IOO目篩。
b) 按照所述的原料配比準確稱取原料，加適量水(每lkg的混合料中，加入150-400mL 的水)混合均勻；
c) 將混料進行壓製成型試樣為外徑6-12mm，內徑3-9mm，長6-12mm的管狀試樣，或者制 成直徑5-30mm的粒狀試樣。
d) 將坯體放入水中靜置養護28天後，即可製得可回收廢水除鉛材料。 本發明的可回收廢水除鉛材料置於含鉛廢水中除去含廢水中的鉛離子；所述廢水除鉛材
料用過後可從水中撈起，回收循環使用。
以下是本發明的幾個具體實施例，進一步說明本發明，但是本發明不僅限於此。實施例l
利用牡蠣殼和水泥為原料製備製備可回收廢水除鉛材料，其原料配方按照重量百分比如 下牡蠣殼70%，水泥30%。
製備步驟-
將牡蠣殼置於乾燥箱中，20(TC乾燥，保溫2h，破碎，過100目篩； 按配方準確稱取原料，加適量水(每lkg的混合料中，加入300mL的水)混合均勻； 將混料進行壓製成型，製成外徑8mm，內徑4mm，長16mm的空心管狀試樣； 坯體在水中靜置養護28天；
成型樣品低溫3(TC烘乾製得可回收廢水除鉛材料。
廢水除鉛淨材料性能在水槽中加入除鉛淨化材料及模擬廢水(50mg/l Pb(N03)2水溶 液)，劑量為lg/40ml，使除鉛材料與模擬廢水溶液相接觸，在各個設定的時間採樣，用原 子吸收分光光度計測定鉛離子濃度隨時間的變化情況。與廢水接觸後鉛離子濃度迅速減少， 48小時後廢水溶液中鉛離子濃度降為0. 001mg/L，除鉛效率接近100%，達到國家排放標準。
實施例2:
利用牡蠣殼和水泥為原料製備製備可回收廢水除鉛材料，其原料配方如下，按照重量百 分比牡蠣殼80%，水泥20%。
製備步驟-
a) 將牡蠣殼自然乾燥後，破碎研磨，過100目篩；
b) 按配方準確稱取原料，加適量水(每lkg的混合料中，加入250mL的水)混合均勻；
c) 將混料進行壓製成型，製成外徑8mm，內徑4mm，長16mm的空心管狀試樣；
d) 坯體在水中靜置養護28天；
e) 成型樣品低溫3(TC烘乾製得可回收廢水除鉛材料。
廢水除鉛淨材料性能在水槽中加入除鉛淨化材料及模擬廢水(50mg/l Pb(N03)2水溶 液)，劑量為lg/40ml，使除鉛材料與模擬廢水溶液相接觸，在各個設定的時間採樣，用原 子吸收分光光度計測定鉛離子濃度隨時間的變化情況。與廢水接觸後鉛離子濃度迅速減少， 48小時後廢水溶液中鉛離子濃度降為0. 16mg/L，除鉛效率可達99. 7%，達到國家排放標準。
實施例3:
利用牡蠣殼和水泥為原料製備製備可回收廢水除鉛材料，其原料配方如下，按照重量百分比牡蠣殼94%，水泥6%。
製備步驟-
將牡蠣殼置於乾燥箱中，IO(TC乾燥，保溫2h，破碎研磨，過100目篩； 按配方準確稱取原料，加適量水(每lkg的混合料中，加入100mL的水)混合均勻； 將混料進行壓製成型，製成外徑8mm，內徑4mm，長16mm的空心管狀試樣； 坯體在水中靜置養護28天；
成型樣品低溫3(TC烘乾製得可回收廢水除鉛材料。
廢水除鉛淨材料性能在水槽中加入除鉛淨化材料及模擬廢水(50mg/l Pb(N03)2水溶 液)，劑量為lg/40ml，使除鉛材料與模擬廢水溶液相接觸，在各個設定的時間採樣，用原 子吸收分光光度計測定鉛離子濃度隨時間的變化情況。與廢水接觸後鉛離子濃度迅速減少， 48小時後廢水溶液中鉛離子濃度降為0. 18mg/L，除鉛效率可達99. 6%，達到國家排放標準。
權利要求
1.一種利用牡蠣殼製備的可回收高效廢水除鉛材料，其特徵在於所述廢水除鉛材料的原料配方包括，按照重量百分比牡蠣殼50-94％，水泥6-50％。
2.根據權利要求l所述的利用牡蠣殼製備的可回收廢水除鉛材料，其特徵在於所述牡蠣殼為水產養殖的廢棄物。
3.根據權利要求l所述的利用牡蠣殼製備的可回收廢水除鉛材料，其特徵在於所述的水泥為普通矽酸鹽水泥。
4.一種如權利要求l、 2或3所述的可回收廢水除鉛材料的製備方法，其特徵在於所述的利用牡蠣殼製備的可回收廢水除鉛材料採用免燒法製備。
5.根據權利要求4所述的可回收廢水除鉛材料的製備方法，其特徵在於所述方法的具體步驟為a) 將牡蠣殼乾燥後，破碎、過篩；b) 按照所述的原料配比準確稱取原料，加適量水混合均勻；c) 將混料進行壓製成型，製成空心管狀或粒狀的坯體；d) 將坯體放入水中進行養護後，即可製得可回收廢水除鉛材料。
6.根據權利要求5所述的可回收廢水除鉛材料的製備方法，其特徵在於所述步驟a)中牡蠣殼的乾燥為自然乾燥或烘乾，破碎研磨後過100目篩。
7.根據權利要求5所述的可回收廢水除鉛材料的製備方法，其特徵在於所述步驟b)中加適量水為每lkg的混合料中，加入150-400mL的水。
8.根據權利要求5所述的可回收廢水除鉛材料的製備方法，其特徵在於所述步驟c)中壓製成型試樣為外徑6-12mm，內徑3-9mm，長6-12mm的管狀試樣，或者製成直徑5-30mm的粒狀試樣。
9.根據權利要求5所述的可回收廢水除鉛材料的製備方法，其特徵在於所述步驟d)將坯體放入水中靜置養護28天後，即可製得可回收廢水除鉛材料。
10 一種如權利要求5所述的方法製備的可回收廢水除鉛材料用法， 其特徵在於將所述可回收廢水除鉛材料置於含鉛廢水中除去含廢水中的鉛離子；所述廢水 除鉛材料用過後從水中撈起，回收循環使用。
全文摘要
本發明是提供一種利用牡蠣殼製備的可回收廢水除鉛材料及製備方法，屬於可回收廢水除鉛生態環境材料，解決現有技術中牡蠣殼利用不合理，廢水中鉛離子不完全、成本高、工藝流程複雜等技術問題；充分利用牡蠣殼中含豐富的鈣資源，將預處理後的牡蠣殼與水泥按適當比例混合均勻後，成型，以免燒的形式養護固定活化成廢水除鉛材料。本專利產品配方與工藝簡單，成本低廉，除鉛能力強，製品強度高，可回收，解決了制約除鉛材料回收再生方面的技術難題，具有很強的市場競爭能力和推廣應用價值。
文檔編號C02F1/62GK101628752SQ20091030545
公開日2010年1月20日 申請日期2009年8月10日 優先權日2009年8月10日
發明者巖 於, 吳任平, 阮玉忠, 豔 黃 申請人:福州大學