有害物質(zhì)處理材料及其制造方法、有害物質(zhì)的處理方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提供一種從含有重金屬離子有害物質(zhì)的水中吸附去除有害物質(zhì)的處理材料，該有害物質(zhì)處理材料，是在活性多孔硅酸鈣顆粒中，把從氧化鎂、氫氧化鎂、碳酸鎂以及鋁碳酸鎂中選出的一種或兩種以上的鎂化合物附著固化，或者通過(guò)水合反應(yīng)而得到。這種有害物質(zhì)處理材料，能有效地去除水中的砷、鉛、鎘、硒、鉻、銫、鋅等重金屬類(lèi)以及磷酸、氟等元素，吸附重金屬后的穩(wěn)定性好，不會(huì)隨時(shí)間流逝或因氧化重新溶出有害物質(zhì)，且無(wú)需大量后續(xù)處理。
【專(zhuān)利說(shuō)明】有害物質(zhì)處理材料及其制造方法、有害物質(zhì)的處理方法
[0001]
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本發(fā)明涉及的是去除水中的砷、鎘、硒、鉻、銫、鋅、鉛等重金屬元素以及磷酸、氟等的有害物質(zhì)的處理材料及其制造方法。
[0003]
【背景技術(shù)】
[0004]在水中添加熟石灰粉或泥漿是常用的去除水中有害物質(zhì)的方法。該方法的藥劑成本低，有害物質(zhì)的處理效果也較佳，但若水中含有大量的硫酸離子與鐵離子時(shí)，隨著PH值的升高，鐵離子會(huì)作為氫氧化鐵的膠體被析出，且熟石灰與硫酸離子會(huì)反應(yīng)生成不溶性的石膏，與作為中和材料使用的熟石灰的未反應(yīng)物一起，形成高含水且脫水性差的粘稠物而沉淀。該粘稠物是脫水性差，且含有有害物質(zhì)的高含水性泥漿，為了處理這種泥漿，必須配備高價(jià)的固液分離設(shè)備、沉淀池、需要較多人手的壓濾機(jī)等粘稠物的脫水減量設(shè)備，并需要建設(shè)作為最后處理設(shè)施的粘稠物堆積用堤堰，處理費(fèi)用的增加及對(duì)環(huán)境的影響成為了一個(gè)難題。且反應(yīng)生成物的穩(wěn)定性差，隨著時(shí)間流逝或氧化，氫氧化鐵上吸附的砷等重金屬物質(zhì)有重新溶出的危險(xiǎn)。
[0005]為了降低成 本并提高生成粘稠物的脫水性能，人們也嘗試使用碳酸鈣粉末和石灰石顆粒等作為中和材料，但其表面會(huì)被生成的石膏所覆蓋，阻礙中和反應(yīng)的繼續(xù)，產(chǎn)生中和材料利用率低的問(wèn)題。且碳酸鈣類(lèi)的中和材料由于PH的上升效果小，有時(shí)候需要事先進(jìn)行
氧化處理。
[0006]相關(guān)的現(xiàn)有技術(shù)，在WO 02/79100號(hào)公報(bào)(專(zhuān)利文獻(xiàn)I)、日本特開(kāi)2003-112162號(hào)公報(bào)(專(zhuān)利文獻(xiàn)2)、日本特開(kāi)2003-334526號(hào)公報(bào)(專(zhuān)利文獻(xiàn)3)、日本特開(kāi)2008-188484號(hào)公報(bào)(專(zhuān)利文獻(xiàn)4)、日本特開(kāi)2007-268409號(hào)公報(bào)(專(zhuān)利文獻(xiàn)5)、日本特開(kāi)平9-299962號(hào)公報(bào)(專(zhuān)利文獻(xiàn)6)中有所披露。
[0007]其中，專(zhuān)利文獻(xiàn)I中公開(kāi)的是使用石棉等礦物纖維與高爐水泥等無(wú)機(jī)粘合劑的顆粒狀固化物的酸性廢水處理材料。但專(zhuān)利文獻(xiàn)I中公開(kāi)的材料僅僅適用于含有大量鐵離子的酸性廢水的處理，不適用于含有砷等有害物質(zhì)的水的處理。
[0008]此外，市場(chǎng)上還有一種石棉等的礦物纖維的表面附著活性氫氧化鐵的廢水處理材料，它能夠吸附去除砷、鉛、鎘等重金屬離子。此外，還有一種使用以硅酸鈣水合物為主要成分的多孔處理材料，對(duì)含磷污水進(jìn)行脫磷處理的方法，但這種方法不適用于含有砷等有害物質(zhì)的水的處理。
[0009]專(zhuān)利文獻(xiàn)2中披露的方法是在含砷或重金屬的受污染土壤中添加化學(xué)合成的施氏礦物、針鐵礦、黃鉀鐵礬、水合氧化鐵中的任一種鐵化合物，束縛砷或重金屬，使其不活動(dòng)，從而凈化受污染土壤，或從含有砷或重金屬的受污染土壤中將砷或重金屬抽出，讓抽出液接觸上述鐵化合物，讓上述鐵化合物束縛砷或重金屬，將其凈化。專(zhuān)利文獻(xiàn)3中披露的方法是在受污染土壤中添加或混合氧化鎂，使受污染土壤固化，使污染物質(zhì)不溶的方法。
[0010]此外還有使用硅酸鈣作為有害物質(zhì)處理材料的方法。專(zhuān)利文獻(xiàn)4中披露的方法是在含氟廢水中添加硅酸鈣與磷酸原，使之生成氟磷灰石一 二氧化硅復(fù)合材料，吸附固定氟，從而去除廢水中的氟的方法，但該方法不適用于去除重金屬的目的。專(zhuān)利文獻(xiàn)5中披露的是讓含磷廢水接觸硅酸鈣水合物，從而去除磷的方法。專(zhuān)利文獻(xiàn)6中披露的是在進(jìn)行含鉛離子廢水處理時(shí)，將PH值調(diào)整到5.6?12之間，再添加重量比為鉛的75倍以上的硅酸鈣，使鉛離子成為不溶物進(jìn)行分離的方法。
[0011]鋁碳酸鎂代表性的分子式為Mg6Al2 (OH)16CO3 4H20，是具有層狀的晶體結(jié)構(gòu)。該鋁碳酸鎂具有陰離子交換性，可將陰離子嵌入。因此人們正在研究使用鋁碳酸鎂吸附去除有害物質(zhì)的方法。例如正在試驗(yàn)吸附去除硒、鉻等含氧陰離子與磷酸離子等。但存在的問(wèn)題是，如果有共存的陰離子，這些含氧陰離子與磷酸離子的吸附量便會(huì)減少。另有報(bào)告顯示，陽(yáng)離子的金屬離子也可以通過(guò)與鋁碳酸鎂中的金屬離子置換去除，或隨著PH值升高，部分金屬離子變成氫化物而被沉淀去除，但其去除能力不強(qiáng)。鋁碳酸鎂可以在Mg或Al等2價(jià)或3價(jià)金屬鹽的混合水溶液中添加堿溶液共同沉淀后合成，但用這種方法合成的鋁碳酸鎂價(jià)格很高，不適合于用作廢水處理等。
[0012]如上所述，去除水中或土壤中的重金屬離子、磷與氟等的方法雖有很多，但效果令人滿意的很少，且價(jià)格很高。
[0013]

【發(fā)明內(nèi)容】

[0014]本發(fā)明的目的就在于提供能夠有效且無(wú)需維護(hù)地去除水中的砷、鉛、鎘、硒、鉻、銫、鋅等重金屬類(lèi)以及磷酸、氟等元素，吸附重金屬后的穩(wěn)定性好，不會(huì)隨時(shí)間流逝或因氧化重新溶出有害物質(zhì)，且無(wú)需大量后續(xù)處理的有害物質(zhì)處理材料及其制造方法。
[0015]本發(fā)明提供的有害物質(zhì)處理材料，是一種從含有重金屬離子的有害物質(zhì)的水中吸附去除有害物質(zhì)的處理材料，它是以在活性多孔硅酸鈣顆粒中，附著固定有從氧化鎂、氫氧化鎂、碳酸鎂以及鋁碳酸鎂中選出的一種或兩種以上的鎂化合物為特征的有害物質(zhì)處理材料。
[0016]較佳地，有害物質(zhì)處理材料是一種將活性多孔硅酸鈣顆粒與從氧化鎂、氫氧化鎂、碳酸鎂以及鋁碳酸鎂中選出的一種或兩種以上的鎂化合物在有水的情況下混合，通過(guò)水合反應(yīng)后而得到為特征的有害物質(zhì)處理材料。
[0017]上述重金屬離子具有從砷、鎘、硒、鉻、銫、鋅、鉛中選出的一種或兩種以上的重金屬離子。此外，上述有害物質(zhì)處理材料除了上述重金屬離子外，還能吸附去除含有從磷酸、氟中選出的離子的有害物質(zhì)。
[0018]較佳地，上述活性多孔硅酸鈣顆粒是以從托勃莫來(lái)石、硬硅鈣石以及鈣硅酸鹽水合物(CSH凝膠)中選出的一種或兩種以上為主要成分。
[0019]較佳地，上述活性多孔硅酸鈣顆粒是在以硅酸質(zhì)原料及石灰質(zhì)原料為主要成分的泥漿中，添加作為發(fā)泡劑的金屬鋁粉末，在高壓釜中進(jìn)行水熱反應(yīng)而得到的水合物或成形物，其空隙率為50?90%。
[0020]較佳地，上述活性多孔硅酸鈣顆粒的粒徑為0.05?10mm。[0021]較佳地，上述鎂化合物，為其直徑比上述活性多孔硅酸鈣顆粒的粒徑小的粉體。
[0022]較佳地，上述活性多孔硅酸鈣顆粒中的鎂化合物的附著固定量為100重量單位的活性多孔硅酸鈣顆粒對(duì)應(yīng)10?150重量單位的鎂化合物。
[0023]本發(fā)明還提供一種有害物質(zhì)的處理方法，其特征是讓上述有害物質(zhì)處理材料接觸含有重金屬離子的有害物質(zhì)的水。此外還提供一種有害物質(zhì)的處理方法，其特征是讓這種有害物質(zhì)處理材料接觸可能會(huì)產(chǎn)生含有重金屬離子有害物質(zhì)的水的土壤、巖石，進(jìn)行配置或混合。
[0024]另外，本發(fā)明還提供一種上述有害物質(zhì)處理材料的制造方法，其特征是，在活性多孔硅酸鈣顆粒與從氧化鎂、氫氧化鎂、碳酸鎂以及鋁碳酸鎂中選擇出的一種或兩種以上的鎂化合物粉末的混合物中，添加含有從硫酸鋁、氯化鋁、硫酸鐵、氯化鐵、硫酸鎂、氯化鎂、硫酸鈣、氯化鈣中選擇出的一種或兩種以上的PH值調(diào)整劑及水分，在常壓和100°C以下使其進(jìn)行水合反應(yīng)，讓鎂化合物粉末附著固定在活性多孔硅酸鈣顆粒中。
[0025]采用本發(fā)明的有害物質(zhì)處理材料，便能夠有效地去除水中的砷、鎘、硒、鉛、銫、鋅等重金屬類(lèi)以及磷酸、氟等物質(zhì)，而且使用后仍可維持其透水性能，可長(zhǎng)時(shí)間重復(fù)使用。
[0026]
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0027]圖1是表示有害物質(zhì)處理材料表面層的結(jié)晶構(gòu)造的顯微鏡照片。
[0028]圖2是表示有害物質(zhì)處理材料表面層的結(jié)晶構(gòu)造的顯微鏡放大照片。
[0029]
【具體實(shí)施方式】
[0030]本發(fā)明的有害物質(zhì)處理材料，是在活性多孔硅酸鈣顆粒中附著固定從氧化鎂、氫氧化鎂、碳酸鎂以及鋁碳酸鎂中選出的一種或兩種以上鎂化合物而得來(lái)的?；蛘呤菍⒒钚远嗫坠杷徕}顆粒與鎂化合物在有水的環(huán)境下混合，使其產(chǎn)生水合反應(yīng)而得來(lái)的。
[0031]活性多孔硅酸鈣顆粒是在以硅酸質(zhì)原料及石灰質(zhì)原料為主要成分的泥漿中，添加作為發(fā)泡劑的金屬鋁粉末，在高壓釜中進(jìn)行水熱反應(yīng)而得到的水合物或成形物，其空隙率為50?90%。此外還可使用粒狀高爐礦渣、托勃莫來(lái)石、硬硅鈣石、CSH凝膠、以及輕量氣泡混凝土板、硅酸鈣板的碎片等。最好是含有以托勃莫來(lái)石、硬硅鈣石或CSH凝膠為主要成分的東西。這里所說(shuō)的作為主要成分含有，是指其含量應(yīng)達(dá)到50wt%以上，甚至最好是70wt%以上。
[0032]此外，作為建材使用的硅酸鈣板或輕量氣泡混凝土板在拆卸工程中會(huì)大量產(chǎn)生，如果能有效利用它們就更好了。建筑物中使用的硅酸鈣板與輕量氣泡混凝土板的表面是非活性的，但將它們粉碎以后便會(huì)出現(xiàn)活性面，成為活性多孔質(zhì)硅酸鈣。粉碎硅酸鈣板或輕量氣泡混凝土板時(shí)，應(yīng)將其粉碎為數(shù)mm?IOmm左右的顆粒狀。像娃酸|丐板或輕量氣泡混凝土板這樣的多孔質(zhì)硅酸鈣容易加工成顆粒狀產(chǎn)品，且透水性與保水性好，適合形成顆粒。
[0033]活性多孔質(zhì)硅酸鈣顆粒只要具有吸附能力就可以，但如果是多孔質(zhì)的，與酸的反應(yīng)性較高就更好。與酸的反應(yīng)性低的結(jié)晶質(zhì)天然硅灰石由于鎂化合物吸附性差，難以大量附著固定。同樣，混凝土、灰漿、風(fēng)冷式高爐渣、有色金屬渣、粉煤灰、混泥土碎塊等由于空隙率太低，活性不好，也不宜使用。
[0034]將煉鐵廠副產(chǎn)品高爐渣在熔融狀態(tài)下投入水中快速冷卻生成的粒狀高爐礦渣是具有活性的硅酸鈣材料，但其空隙率低，因此最好能與硅酸鈣板或輕量氣泡混凝土板等敲碎后得到的粉末混合使用。該情況下，混合比例最好是粒狀高爐礦渣20?80wt%。
[0035]活性多孔質(zhì)娃酸I丐顆粒的粒徑為0.05?IOmm, 0.1?7mm更佳,0.1?5mm最佳。粒徑越小則越有可能流出或堵塞裝置，太大則無(wú)法獲得足夠的鎂化合物附著固定量。上述粒徑為平均粒徑，最好是整體重量90%以上的顆粒位于上述范圍內(nèi)。
[0036]附著固定于活性多孔硅酸鈣顆粒中的鎂化合物，有從氧化鎂、氫氧化鎂、碳酸鎂、以及鋁碳酸鎂之中選出的鎂化合物。此外，含有上述鎂化合物50wt%以上的粘土礦物類(lèi)也適合作為鎂化合物。該鎂化合物成為有害物質(zhì)處理材料的活性成分，將有害物質(zhì)吸附去除。
[0037]為了讓鎂化合物附著固定于活性多孔硅酸鈣顆粒中，最好是采用粒徑比活性多孔硅酸鈣顆粒小的粉末，以粒徑為活性多孔硅酸鈣顆粒的1/10以下為佳。
活性多孔硅酸鈣顆粒中的鎂化合物的附著固定量為，100重量單位的活性多孔硅酸鈣顆粒對(duì)應(yīng)10?150重量單位的鎂化合物，最好為20?150重量單位的鎂化合物。
[0038]本發(fā)明的有害物質(zhì)處理材料的制造方法，采用將上述活性多孔硅酸鈣顆粒與鎂化合物或其前驅(qū)體的粉末在有水存在的條件下進(jìn)行混合的方法。本發(fā)明中所述的附著固定，包括活性多孔硅酸鈣顆粒與鎂化合物或其前驅(qū)體處于被混合的狀態(tài)。
[0039]作為一種優(yōu)選技術(shù)方案，是一種在活性多孔硅酸鈣顆粒與鎂化合物粉末的混合物中，添加從硫酸鋁、氯化鋁、硫酸鐵、氯化鐵、硫酸鎂、氯化鎂、硫酸鈣、或氯化鈣中選出的PH調(diào)整劑與水之后進(jìn)行混合，在常壓及100°C以下使其進(jìn)行水合反應(yīng)的方法。該水合反應(yīng)為發(fā)熱反應(yīng)，雖然在反應(yīng)過(guò)程中會(huì)發(fā)熱，但通常最好保持在100°C以下。水的用量是，對(duì)于100重量單位的活性多孔硅酸鈣顆粒與鎂化合物粉末的混合物添加10?50重量單位的水，但若加入過(guò)多，有時(shí)會(huì)需要進(jìn)行干燥處理。在混合，進(jìn)行水合反應(yīng)后，根據(jù)需要進(jìn)行干燥、成形、粉碎、劃分等之后，制成有害物質(zhì)處理材料。
[0040]讓活性多孔硅酸鈣顆粒與氧化鎂、氫氧化鎂、碳酸鎂等堿性鎂化合物在pH值調(diào)整劑與水存在的條件下發(fā)生水合反應(yīng)后，部分生成像鋁碳酸鎂一樣的層狀鎂化合物。然后隨著時(shí)間的流逝，像鋁碳酸鎂一樣的結(jié)晶礦物就不斷生長(zhǎng)。在制造、使用本發(fā)明的有害物質(zhì)處理材料期間，像鋁碳酸鎂一樣的層狀鎂化合物充分生長(zhǎng)，這對(duì)有害物質(zhì)的處理能起到有效作用。
[0041]使用本發(fā)明的有害物質(zhì)處理材料進(jìn)行有害物質(zhì)處理的方法是讓有害物質(zhì)處理材料接觸含有被看成有害物質(zhì)的重金屬離子的水。此時(shí)，有害物質(zhì)處理材料會(huì)吸附去除水中含有的重金屬離子。接觸方法是，讓含有有害物質(zhì)的水通過(guò)或滯留于填充了有害物質(zhì)處理材料的容器或水槽中。
[0042]作為其它的有害物質(zhì)的處理方法，還可以讓其接觸有可能產(chǎn)生含有重金屬離子有害物質(zhì)的水的土壤或巖石。讓其接觸土壤時(shí)，可以讓其分散混合在土壤中，也可重點(diǎn)將其配置在下游端的土壤周邊。讓其接觸土壤或巖石時(shí)，僅放入有害物質(zhì)處理材料是沒(méi)有效果的，要等雨水等將土壤或巖石打濕后，土壤或巖石中含有的重金屬離子等有害物質(zhì)含在水中，該水與有害物質(zhì)處理材料接觸，才能將重金屬離子吸附去除。
[0043]用本發(fā)明的有害物質(zhì)處理材料能夠去除的有害物質(zhì)為重金屬離子，尤其是去除砷、鎘、硒、鉻、銫、鋅、鉛等的能力極佳。此外，除上述重金屬離子外，還具有優(yōu)異的吸附去除磷酸及氟等有害物質(zhì)的能力，因此也可作為磷酸或氟離子等的有害物質(zhì)處理材料使用。
[0044]本發(fā)明的有害物質(zhì)處理材料，其活性多孔質(zhì)硅酸鈣與其表面的鎂化合物或由它們生成的層狀鎂化合物具有出色的吸附重金屬且不溶的能力。因此，將其與含有污染物質(zhì)的土壤混合，便能吸收污染物質(zhì)且不溶，吸附且不溶之后，可保持結(jié)晶結(jié)構(gòu)，從而防止重金屬的再次溶出，保持穩(wěn)定。因此，既能應(yīng)對(duì)砷、鉛、鎘、銫、鋅等多種污染物質(zhì)，也可應(yīng)對(duì)與金屬鐵粉等具有還原性的輔助材料復(fù)合形成的6價(jià)硒等難凈化物質(zhì)。由于其具有pH緩沖能力，不容易受到土壤PH值等的影響，與原有的氧化鎂類(lèi)的單獨(dú)的不溶性材料相比，能夠迅速、切實(shí)且穩(wěn)定地進(jìn)行重金屬的處理。
[0045]這種效果是在有害物質(zhì)處理材料中的鋁碳酸鎂等層狀鎂化合物與活性多孔質(zhì)硅酸鈣的復(fù)合作用下，鉛、鎘、銫、鋅等與處理材料中的陽(yáng)離子置換，砷、硒、氟等與處理材料中的陰離子置換，與受污染土壤相互反應(yīng)，從而改善土壤的化學(xué)性溶出特性而得到的。
[0046]以下就本發(fā)明對(duì)含有有害物質(zhì)的廢水進(jìn)行處理的有害物質(zhì)處理材料(以下稱(chēng)“處理材料”)與其制造方法進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0047]實(shí)施例1
活性多孔硅酸鈣顆粒，使用將市面銷(xiāo)售的輕量氣泡混凝土板(Clion株式會(huì)社制造，SiO 2:49.5%, CaO:35.3%, Al2O3:4.4%, Fe2O3:2.6%0 SiO 2/CaO 比=1.4)干燥、粉碎后，調(diào)整成粒徑1.2mm以下、0.1mm以上的硅酸鈣顆粒。此外，鎂原料使用市面銷(xiāo)售的輕質(zhì)煅燒氧化鎂(宇部Material株式會(huì)社制造)，pH調(diào)整劑使用市面銷(xiāo)售的硫酸鋁粉末(商品名稱(chēng):硫酸鋁)。
[0048]用混合攪拌 機(jī)，將40重量單位的硅酸鈣顆粒、30重量單位的輕質(zhì)煅燒氧化鎂、10重量單位的硫酸鋁與8重量單位的水在室溫下攪拌混合5分鐘后，放入密閉容器中靜置12小時(shí)，使其進(jìn)行水合反應(yīng)，得到平均粒徑0.3mm (0.1~2.0mm的99wt%)、容積比0.80的粉粒狀反應(yīng)物(處理材料I)。
[0049]該粉粒狀反應(yīng)物的化學(xué)組成為SiO 2:14.5%, Al2O3:1.4%, CaO:11.9%, MgO:52.9%, Fe2O3:1.4%、SO3:7.4%、水分:10.0%。此外，將該顆粒狀反應(yīng)物微粉碎后，用X射線粉末分析裝置分析后，發(fā)現(xiàn)了反映有氫氧化鎂、二水石膏、硅酸鈣水合物、二氧化硅等存在的峰值(peak)。
[0050]圖1與圖2為處理材料I保存I個(gè)月后的顯微鏡照片。圖1為表面層，以鋁碳酸鎂為主的層狀鎂化合物的結(jié)晶幾乎覆蓋了整個(gè)面，可以看到結(jié)晶的生長(zhǎng)。圖2為放大照片，是露出的活性多孔質(zhì)硅酸鈣的結(jié)晶。且在制造出處理材料I之后，由于鋁碳酸鎂剛生成，結(jié)晶度尚低，尚不會(huì)出現(xiàn)明顯的峰值。但每個(gè)實(shí)施例均在數(shù)日后出現(xiàn)了明顯的峰值。
[0051]實(shí)施例2
使用與實(shí)施例1相同的硅酸鈣顆粒、鎂原料、硫酸鋁，用混合攪拌機(jī)將10重量單位的硅酸鈣顆粒、3重量單位的輕質(zhì)煅燒氧化鎂、I重量單位的硫酸鋁與2重量單位的水在室溫下攪拌混合5分鐘后，放入密閉容器中靜置12小時(shí)，使其進(jìn)行水合反應(yīng)，得到平均粒徑0.3_、容積比0.76的粉粒狀反應(yīng)物(處理材料2)。該粉粒狀反應(yīng)物的化學(xué)組成為SiO 2:21.3%,Al2O3:2.4%, CaO:16.5%, MgO:35.8%, Fe2O3:1.6%、SO3:7.5%、水分:14.3%? 此外，將該粉粒狀反應(yīng)物微粉碎后，用X射線粉末分析裝置分析后，發(fā)現(xiàn)了反應(yīng)有氧化鎂、氫氧化鎂、二水石膏、硅酸鈣水合物、二氧化硅等存在的峰值。
[0052]實(shí)施例3
使用與實(shí)施例1相同的，將市面銷(xiāo)售的輕量氣泡混凝土板粉碎后調(diào)整為粒徑4.0~1.2mm的硅酸鈣顆粒。并使用與實(shí)施例1中相同的鎂原料和硫酸鋁。
[0053]用混合攪拌機(jī)，將4重量單位的多孔質(zhì)硅酸鈣、3重量單位的輕質(zhì)煅燒氧化鎂、I重量單位的硫酸鋁與3重量單位的水在室溫下攪拌混合2分鐘后，放入密閉容器中靜置12小時(shí)，使其進(jìn)行水合反應(yīng)，得到平均粒徑4mm、容積比0.91的粒狀反應(yīng)物(處理材料3)。該粒狀反應(yīng)物的化學(xué)組成為 SiO2:20.4%,Al2O3:5.l%,CaO:16.0%,Mg0:39.6%,Fe2O3:1.8%、SO3:16.7%、水分:25.2%。此外，將該顆粒狀反應(yīng)物微粉碎后，用X射線粉末分析裝置分析后，發(fā)現(xiàn)了反映有氫氧化鎂、二水石膏、硅酸鈣水合物、二氧化硅等存在的峰值。
[0054]實(shí)施例4
使用與實(shí)施例3相同的硅酸鈣顆粒和鎂原料，用混合攪拌機(jī)，將10重量單位的多孔質(zhì)硅酸鈣、3重量單位的輕質(zhì)煅燒氧化鎂、I重量單位的硫酸鋁與3重量單位的水在室溫下攪拌混合2分鐘后，放入密閉容器中靜置12小時(shí)，使其進(jìn)行水合反應(yīng)，得到平均粒徑4_、容積比0.82的粒狀反應(yīng)物(處理材料4)。該粒狀反應(yīng)物的化學(xué)組成為SiO2:26.8%, Al2O3:
4.9%,CaO:21.8%,MgO:28.0Fe2O3:2.1%、S03:15.7%、水分:27.9%0 此外，將該粒狀反應(yīng)物微粉碎后，用X射線粉末分析裝置分析后，發(fā)現(xiàn)了反映有氧化鎂、氫氧化鎂、二水石膏、硅酸鈣水合物、二氧化硅等存在的峰值。
[0055]實(shí)施例5
在100ml含有用表1所 示市面銷(xiāo)售的特級(jí)試劑調(diào)制的各種重金屬的水溶液中，添加實(shí)施例1~4中獲得的處理材料I~4各lg，將該試驗(yàn)液體倒入500ml的聚乙烯容器中，在常溫中振動(dòng)24小時(shí)。振動(dòng)后進(jìn)行離心分離，用Iym玻璃杯過(guò)濾器吸引清液過(guò)濾。然后取30ml濾液，添加5ml的HNO3，微波分解后，用超純水兌成50ml。從中取走IOml的分解液后，再在剩余的分解液中加超純水定容成50ml，然后用ICP-MS測(cè)定。表2顯示的是從此時(shí)的濾液中的重金屬濃度中求得的去除率。
[0056]調(diào)制重金屬溶液使用的試劑
As溶液:砷酸鈉+亞砷酸鈉(摩爾比:1:1)
Pb溶液:醋酸鉛 F溶液:氟化鈉
Se溶液:亞硒酸鈉+硒酸鈉(摩爾比:1:1)
Cd溶液:硫酸鎘 【表1】
【權(quán)利要求】
1.一種用于從含有重金屬離子的有害物質(zhì)的水中吸附去除有害物質(zhì)的處理材料，其特征在于，該有害物質(zhì)處理材料，是在活性多孔硅酸鈣顆粒中，附著固定有從氧化鎂、氫氧化鎂、碳酸鎂以及鋁碳酸鎂中選出的一種或兩種以上的鎂化合物。
2.如權(quán)利要求1所述的有害物質(zhì)處理材料，其特征在于，該有害物質(zhì)處理材料，是將活性多孔硅酸鈣顆粒，與從氧化鎂、氫氧化鎂、碳酸鎂以及鋁碳酸鎂中選出的一種或兩種以上的鎂化合物，在有水的情況下混合，通過(guò)水合反應(yīng)后得到的。
3.如權(quán)利要求1或2所述的有害物質(zhì)處理材料，其特征在于，上述重金屬離子是從砷、鎘、硒、鉻、銫、鋅、鉛中選出的一種或兩種以上的重金屬離子。
4.如權(quán)利要求1或2所述的有害物質(zhì)處理材料，其特征在于，該有害物質(zhì)處理材料，除了用于吸附去除含有上述重金屬離子的有害物質(zhì)以外，還能被用于吸附去除含有從磷酸、氟中選出的離子的有害物質(zhì)。
5.如權(quán)利要求1或2所述的有害物質(zhì)處理材料，其特征在于，上述活性多孔硅酸鈣顆粒是以從托勃莫來(lái)石、硬硅鈣石以及鈣硅酸鹽水合物中選出的一種或兩種以上為主要成分的。
6.如權(quán)利要求1或2所述的有害物質(zhì)處理材料，其特征在于，上述活性多孔硅酸鈣顆粒是在以硅酸質(zhì)原料及石灰質(zhì)原料為主要成分的泥漿中，添加作為發(fā)泡劑的金屬鋁粉末，在高壓釜中進(jìn)行水熱反應(yīng)而得到的水合物或成形物，其空隙率為50?90%。
7.如權(quán)利要求1或2所述的有害物質(zhì)處理材料，其特征在于，上述鎂化合物，為其直徑比上述活性多孔硅酸鈣顆粒的粒徑小的粉體。
8.如權(quán)利要求1或2所述的有害物質(zhì)處理材料，其特征在于，上述活性多孔硅酸鈣顆粒中的上述鎂化合物的附著固定量為100重量單位的活性多孔硅酸鈣顆粒對(duì)應(yīng)10?150重量單位的鎂化合物。
9.如權(quán)利要求1或2所述的有害物質(zhì)處理材料，其特征在于，上述活性多孔硅酸鈣顆粒的粒徑為0.05?10_。
10.一種有害物質(zhì)的處理方法，其特征在于，是將上述權(quán)利要求1或2所述的有害物質(zhì)處理材料與含有重金屬有害物質(zhì)的水接觸來(lái)去除有害物質(zhì)的方法。
11.一種有害物質(zhì)的處理方法，其特征在于，是將上述權(quán)利要求1或2所述的有害物質(zhì)處理材料與可能會(huì)產(chǎn)生含有重金屬離子有害物質(zhì)的水的土壤、巖石接觸后，進(jìn)行配置或混口 ο
12.—種從含有重金屬離子有害物質(zhì)的水中吸附去除有害物質(zhì)的處理材料的制造方法，其特征在于，在活性多孔硅酸鈣顆粒與從氧化鎂、氫氧化鎂、碳酸鎂以及鋁碳酸鎂中選擇出的一種或兩種以上的鎂化合物粉末的混合物中，添加含有從硫酸鋁、氯化鋁、硫酸鐵、氯化鐵、硫酸鎂、氯化鎂、硫酸鈣、氯化鈣中選擇出的一種或兩種以上的PH值調(diào)整劑及水分，在常壓和100°C以下使其進(jìn)行水合反應(yīng)，讓鎂化合物粉末附著固定在活性多孔硅酸鈣顆粒中。
【文檔編號(hào)】C02F101/10GK103785348SQ201210419212
【公開(kāi)日】2014年5月14日 申請(qǐng)日期:2012年10月29日 優(yōu)先權(quán)日:2012年10月29日
【發(fā)明者】大石徹 申請(qǐng)人:日鐵住金環(huán)境株式會(huì)社, 阿酷爾商貿(mào)（上海）有限公司