用於廢水中毒性金屬離子去除的碳氟磷灰石活化技術的製作方法

2023-12-12 06:00:17

專利名稱：用於廢水中毒性金屬離子去除的碳氟磷灰石活化技術的製作方法
技術領域：
本發明屬於礦物加工工程學科領域。
近年來，Suzuki等人發現合成的羥基磷灰石能有效去除水溶液中的鉛等毒性金屬離子，其機理與晶格陽離子-毒性金屬離子之間的離子交換作用有關。我們的工作表明，該去除能力與HAP所含的類質同象取代碳酸根的含量呈正相關。根據這一思路，發明人將天然碳氟磷灰石進行表面活化改性後，對含鉛的水溶液進行鉛離子去除實驗，發現活化之後碳氟磷灰石的毒性金屬離子去除能力明顯增大，已接近於合成的羥基磷灰石。因此，本發明的目的，在於通過一定的活化工藝處理，將原先僅用於提取磷元素的廉價天然碳氟磷灰石礦石原料，改造成可用於去除廢水中包括鉛在內的毒性金屬離子的新型環保材料，其性能可與合成羥基磷灰石相當，可望代替價格相對較高的現用材料。
具體的活化技術包括選擇適宜濃度的活化劑和適宜的固液比，用活化劑與一定粒度的天然碳氟磷灰石進行一定時間的作用，固液分離後得到所需的離子交換材料。
實例一用1號活化劑溶液50ml，將100g左右粒度為-200目的碳氟磷灰石(含P2O5＝36.1％)作用4min.，過濾、洗滌、烘乾，得到活化磷灰石。該樣品在pH＝5.0、t＝20℃，靜態作用時間2小時的條件下，對濃度為1000mg/L的含鉛溶液進行處理，鉛的去除能力可達200mg/g以上。
實例二採用2號活化劑溶液50ml，與100g粒度-200目的碳氟磷灰石作用10min.，過濾、洗滌、烘乾，得到的活化磷灰石在常溫常壓和pH＝5.0，靜態作用時間2小時的條件下，對濃度為5000mg/L的含鉛溶液中的Pb去除能力可達800mg/g。
本發明具有活化劑價廉，活化工藝簡單，原料價格低廉且來源廣泛，產品性能良好等特點。與含鉛溶液作用後的活化磷灰石經XRD測定已大部分轉化為鉛磷灰石，它與PH＝5.0的水溶液作用16小時，溶出的Pb2+只有3.5ppm，故可廢棄而不致造成二次汙染。
實現本發明的最好形式是工藝技術轉讓(包括在對來源礦石的加工工藝特點進行研究的基礎上，確定最佳的礦石粒度，活化劑種類，濃度，活化時間等工藝指標)，以得到性能良好的環保材料。
權利要求
1.原料採用天然沉積型的磷塊巖，或碳氟磷灰石。
2.表面活化改性劑為強酸或強酸的混合物，如濃度為1～6M的鹽酸，或濃度為10～90％的硫酸，或硫酸、鹽酸、硝酸的各種濃度的混合物。
3.表面活化處理在常溫常壓下進行，處理時間5～30分鐘。
4.活化處理後的天然磷灰石礦物材料用於水溶液中毒性金屬離子(包括Pb、Fe、Zn、U、Cd、Sr、Ag、Ni、Co、V、Ti、Sc、Hg、Y、鑭系元索離子等)的去除或綜合回收。
全文摘要
用於廢水中毒性金屬離子去除的碳氟磷灰石活化技術,屬於礦物加工工程學科領域。將天然碳氟磷灰石用表面改性劑進行活化處理之後,得到可以有效去除廢水中毒性金屬離子的天然環保材料,它對溶液中鉛離子的去除效果與合成的羥基磷灰石相當,具有原料來源廣,處理工藝簡單,成本低的特點,作用物可露天棄置而不造成二次汙染。
文檔編號C02F1/42GK1201719SQ97109130
公開日1998年12月16日 申請日期1997年6月6日 優先權日1997年6月6日
發明者劉羽, 鍾康年, 胡文雲 申請人:武漢化工學院