一種利用安山玢巖礦物吸附重金屬銅離子的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種礦物吸附重金屬銅離子的方法。該方法以安山玢巖為吸附材料吸附重金屬銅離子。主要技術特征是：安山玢巖礦物經(jīng)粉碎到一定粒度，在適合的pH下，經(jīng)過一定的吸附時間，安山玢巖對Cu2+的最大吸附量為150mg/g，吸附容量大，吸附后的安山玢巖礦物用一定濃度的HNO3解吸附，解吸率達96%。再生安山玢巖礦物二次吸附的最大吸附容量為25mg/g。
【專利說明】一種利用安山玢巖礦物吸附重金屬銅離子的方法

【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于污水處理領域，具體地說，利用安山玢巖礦物處理冶煉、金屬加工、機械制造、有機合成及其化工排放含銅廢水，使銅達到可排放標準。

【背景技術】
[0002]日趨嚴重的重金屬離子對環(huán)境的污染，給人類的生存帶來極大的威脅。銅是主要的重金屬污染物之一，冶煉、金屬加工、機械制造、有機合成及其化工排放含銅廢水是造成水體中銅污染的重要原因，水體中銅的濃度達到0.01毫克/升，就會危及到魚類的生存，若用含銅廢水灌溉農(nóng)田，銅在土壤和農(nóng)作物中累積，會造成農(nóng)作物特別是水稻和大麥生長不良，并會污染糧食籽粒。水生生物可以富集銅，通過食物鏈的富集，最終使大量銅進入人體；農(nóng)作物可通過根吸收土壤中的銅，其中一部分也可經(jīng)食物進入人體。當銅在體內(nèi)蓄積到一定程度后即可對人體健康產(chǎn)生危害，為了保護和改善人類的生存環(huán)境，人們對重金屬離子的處理越來越重視。重金屬離子的處理主要有化學沉淀法、吸附法、離子交換法、借助微生物或植物的吸收、積累、富集等方法。天然礦物是自然界中廣泛存在并且容易得到的物質，利用礦物去除廢水中重金屬離子具有重要發(fā)展前景。但作為吸附材料的礦物質吸附水體中的重金屬離子必需具有大的比表面積，其中沸石、硅藻土、高嶺土做為重金屬離子的吸附劑被廣泛的研究。安山玢巖礦物是中酸性火山巖中一種熔巖，它的主要特征為斑狀結構，斑晶多以斜長石為主，故稱安山玢巖。安山玢巖礦石由兩部分組成:火山碎屑物和膠結物?；鹕剿樾嘉镆园采綆r角礫為主，碎屑物的含量30?60%，其礦物成分為斜長石、輝石、角閃石等；膠結物以火山灰分解物質為主。經(jīng)初步勘測，安山玢巖礦儲量巨大，礦山所含安山玢巖的儲量在一億噸以上。礦石性脆，硬度小，機械加工性能良好。本發(fā)明將安山玢巖礦物粉末(小于200目)用于吸附重金屬銅離子，礦物質對Cu2+的最大吸附量為150mg/g，吸附力強，用于含銅廢水的處理，具有廣闊的應用前景。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003](I)安山玢巖礦物用于吸附重金屬Cu2+:安山玢巖礦物經(jīng)開采后粉碎過200目篩。移取10.1056mg/mL Cu2+溶液4.00?6.0OmL放入500mL燒杯中，加入200mL蒸懼水，用Imol/LNaOH和lmol/LHCl溶液調(diào)節(jié)pH4.5?5.5，酸度計準確測定，加入0.2(Γθ.40g安山玢巖礦物，放在磁力攪拌器上攪拌1.(Γ2.0h,以600(T8000r/min離心分離5min，取上清液，用原子吸收法測定銅；
(2)安山玢巖礦物的解吸附:將吸附Cu2+后的安山玢巖礦物于11(T12(TC烘干2.0?3.0h,稱取 0.20?0.40g,至 200mL 燒杯中，加入 20.0mL0.10?0.30mol/L HNO3,攪拌2(T40min，用中速定量濾紙過濾，用蒸餾水洗滌，濾液定容，稀釋，用原子吸收法測定銅，濾渣于11(T120°C烘干2.(Γ3.0h，得到再生安山玢巖礦物；
(3)再生安山玢巖礦物吸附重金屬Cu2+:移取10.1056mg/mL Cu2+溶液2.00^4.0OmL放入500mL燒杯中，加入200mL蒸餾水，用Imol/LNaOH和lmol/LHCl溶液調(diào)節(jié)ρΗ4.5?5.5，加Λ 0.5(Tl.0Og再生安山玢巖礦物，攪拌1.(Γ2.0h,以600(T8000r/min離心分離5min，取上清液，稀釋，用原子吸收法測定銅。
[0004]本發(fā)明體現(xiàn)的優(yōu)勢和特點是:
(1)本發(fā)明采用安山玢巖礦物作為吸附重金屬銅離子的吸附材料，吸附性能優(yōu)良；
(2)本發(fā)明采用安山玢巖礦物吸附重金屬銅離子，吸附率高，吸附容量大，操作簡便，可用于含銅離子污水處理；
(3)安山玢巖儲量大，易加工，不需經(jīng)過改性，直接用于吸附重金屬銅離子，成本低，吸附后的礦物解吸方便。

【具體實施方式】
[0005]下面結合具體實施例，進一步闡述本發(fā)明。應理解，這些實施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外還應理解，在閱讀了本發(fā)明講授的內(nèi)容之后，本領域技術人員可以對本發(fā)明做各種改動或修改，這些等價形式同樣落于本申請所附權利要求書所限定的范圍。
[0006]實施例1
(1)標準Cu2+溶液的配制
稱取CuSO4.5H20 19.0g，于300mL燒杯中，用去離子水溶解，加8?10滴lmol/L H2SO4,定容到500mL容量瓶中，搖勻。用0.1065mol/L的標準EDTA溶液滴定，用PAN作指示劑滴定至亮紫色，重復3次，最后測得CuSO4儲備液的濃度為0.1579mol/L(含Cu2+1.1056mg/mL)。用移液管移取9.90mL CuSO4儲備液與10mL容量瓶中，4?5滴lmol/L H2SO4，定容，搖勻，此溶液含 Cu2+ 為 1.0000mg/mL。取含 Cu2+ 為 1.0000mg/mL 溶液 10.0OmL 于 10mL 容量瓶，加4?5滴lmol/L H2SO4,定容，搖勻，此溶液含Cu2+為0.1000mg/mL ；
(2)Cu2+標準系列的配制和測定
分別移取含 Cu2+ 為 0.1000mg/mL 標準溶液 0.00,0.50、1.00、1.50,2.00,2.50,3.0OmL于50mL容量瓶中，用二次去離子水稀釋到刻度，搖勻，此系列含Cu2+分別為0.00,1.00,
2.00,3.00,4.00,5.00,6.00μ g/mL。用原子吸收法(吸收波長為324.8nm)測定標準系列溶液的吸光度J ;
(3)安山玢巖礦物用于吸附重金屬Cu2+:
安山玢巖礦物經(jīng)開采后粉碎過200目篩。移取10.1056mg/mL Cu2+溶液4.00mL，放入500mL燒杯中，加入200mL蒸餾水，用Imol/LNaOH和lmol/LHCl溶液調(diào)節(jié)ρΗ4.5，酸度計準確測定，加入0.20g安山扮巖礦物,放在磁力攪拌器上攪拌1.0h,以600(T8000r/min離心分離5min，取上清液，用原子吸收法測定銅。
[0007]實施例2
(I)標準Cu2 +溶液的配制
稱取CuSO4.5H20 19.0g，于300mL燒杯中，用去離子水溶解，加8?10滴lmol/L H2SO4,定容到500mL容量瓶中，搖勻。用0.1065mol/L的標準EDTA溶液滴定，用PAN作指示劑滴定至亮紫色，重復3次，最后測得CuSO4儲備液的濃度為0.1579mo 1/L (含Cu2+1.1056mg/mL)。用移液管移取9.90mL CuSO4儲備液與10mL容量瓶中，4?5滴lmol/L H2SO4，定容，搖勻，此溶液含 Cu2+ 為 1.0000mg/mL。取含 Cu2+ 為 1.0000mg/mL 溶液 10.0OmL 于 10mL 容量瓶，加4?5滴lmol/L H2SO4,定容，搖勻，此溶液含Cu2+為0.1000mg/mL ；
(2)Cu2+標準系列的配制和測定
分別移取含 Cu2+ 為 0.1000mg/mL 標準溶液 0.00,0.50、1.00、1.50,2.00,2.50,3.0OmL于50mL容量瓶中，用二次去離子水稀釋到刻度，搖勻，此系列含Cu2+分別為0.00,1.00,
2.00,3.00,4.00,5.00,6.00 μ g/mL。用原子吸收法(吸收波長為324.8nm)測定標準系列溶液的吸光度J ;
(3)安山玢巖礦物用于吸附重金屬Cu2+
安山玢巖礦物經(jīng)開采后粉碎過200目篩。移取10.1056mg/mL Cu2+溶液5.00mL，放入500mL燒杯中，加入200mL蒸餾水，用Imol/LNaOH和lmol/LHCl溶液調(diào)節(jié)ρΗ5.0,酸度計準確測定，加入0.30g安山扮巖礦物,放在磁力攪拌器上攪拌1.5h,以600(T8000r/min離心分離5min，取上清液，用原子吸收法測定銅。安山玢巖礦物對Cu2+最大吸附容量為150 mg/g,安山玢巖礦物對Cu2+具有良好的吸附性能。
[0008]實施例3
(1)標準Cu2+溶液的配制
稱取CuSO4.5H20 19.0g，于300mL燒杯中，用去離子水溶解，加8?10滴lmol/L H2SO4,定容到500mL容量瓶中，搖勻。用0.1065mol/L的標準EDTA溶液滴定，用PAN作指示劑滴定至亮紫色，重復3次，最后測得CuSO4儲備液的濃度為0.1579mo 1/L (含Cu2+1.1056mg/mL)。用移液管移取9.90mL CuSO4儲備液與10mL容量瓶中，4?5滴lmol/L H2SO4，定容，搖勻，此溶液含 Cu2+ 為 1.0000mg/mL。取含 Cu2+ 為 1.0000mg/mL 溶液 10.0OmL 于 10mL 容量瓶，加4?5滴lmol/L H2SO4,定容，搖勻，此溶液含Cu2+為0.1000mg/mL ；
(2)Cu2+標準系列的配制和測定
分別移取含 Cu2+ 為 0.1000mg/mL 標準溶液 0.00,0.50、1.00、1.50,2.00,2.50,3.0OmL于50mL容量瓶中，用二次去離子水稀釋到刻度，搖勻，此系列含Cu2+分別為0.00,1.00,
2.00,3.00,4.00,5.00,6.00 μ g/mL。用原子吸收法(吸收波長為324.8nm)測定標準系列溶液的吸光度J ;
(3)安山玢巖礦物用于吸附重金屬Cu2+
安山玢巖礦物經(jīng)開采后粉碎過200目篩。移取10.1056mg/mL Cu2+溶液6.00mL，放入500mL燒杯中，加入200mL蒸餾水，用Imol/LNaOH和lmol/LHCl溶液調(diào)節(jié)ρΗ5.5，酸度計準確測定，加入0.40g安山扮巖礦物,放在磁力攪拌器上攪拌2.0h,以600(T8000r/min離心分離5min，取上清液，用原子吸收法測定銅。
[0009]實施例4
安山玢巖礦物的解吸附:將吸附Cu2+后的安山玢巖礦物于11(T12(TC烘干2.0h，稱取
0.20g，至200mL燒杯中，加入20.0mL 0.1OmoI/L HNO3，攪拌20min，用中速定量濾紙過濾，用蒸餾水洗滌，濾液定容，稀釋，用原子吸收法測定銅，解吸率為96%。濾渣于11(T12(TC烘干2.(Γ3.0h，得到再生安山玢巖礦物。
[0010]實施例5
安山玢巖礦物的解吸附:將吸附Cu2+后的安山玢巖礦物于11(T12(TC烘干2.0h，稱取
0.30g，至200mL燒杯中，加入20.0mL 0.20mol/L HNO3，攪拌30min，用中速定量濾紙過濾，
用蒸餾水洗滌，濾液定容，稀釋，用原子吸收法測定銅。
[0011]實施例6
安山玢巖礦物的解吸附:將吸附Cu2+后的安山玢巖礦物于11(T12(TC烘干2.0h，稱取
0.40g，放入200mL燒杯中，加入20.0mL0.30mol/L HNO3，攪拌40min，用中速定量濾紙過濾，用蒸餾水洗滌，濾液定容，稀釋，用原子吸收法測定銅。
[0012]實施例7
再生安山玢巖礦物用于吸附重金屬Cu2+:移取10.1056mg/mL Cu2+溶液2.0OmL于500mL燒杯中，加入200mL蒸餾水，用Imol/LNaOH和lmol/LHCl溶液調(diào)節(jié)pH4.5，酸度計準確測定，加入0.50g再生安山玢巖礦物，攪拌1.0h,以600(T8000r/min離心分離5min，取上清液，用原子吸收法測定銅。
[0013]實施例8
再生安山扮巖礦物用于吸附重金屬Cu2+:移取10.1056mg/mL Cu2+溶液3.0OmL于500mL燒杯中，加入200mL蒸餾水，用Imol/LNaOH和lmol/LHCl溶液調(diào)節(jié)ρΗ5.0，酸度計準確測定，加入0.80g再生安山玢巖礦物，攪拌1.5h，以600(T8000r/min離心分離5min，取上清液，用原子吸收法測定銅，解吸后安山玢巖礦物對Cu2+二次吸附最大容量為25 mg/g。
[0014]實施例9
再生安山扮巖礦物用于吸附重金屬Cu2+:移取10.1056mg/mL Cu2+溶液4.0OmL于500mL燒杯中，加入200mL蒸餾水，用Imol/LNaOH和lmol/LHCl溶液調(diào)節(jié)ρΗ5.5，酸度計準確測定，加入1.0Og再生安山玢巖礦物，攪拌2.0h,以600(T8000r/min離心分離5min，取上清液，用原子吸收法測定銅。
【權利要求】
1.一種利用安山玢巖礦物吸附重金屬銅離子的方法，其特征在于，包括以下步驟: 安山玢巖礦物用于吸附重金屬Cu2+:安山玢巖礦物經(jīng)開采后粉碎過200目篩，移取10.1056mg/mL Cu2+溶液 4.00?6.0OmL放入 500mL燒杯中，加入 200mL 蒸懼水，用 Imol/LNaOH和lmol/LHCl溶液調(diào)節(jié)pH4.5^5.5，酸度計準確測定，加入0.20、.40g安山玢巖礦物，放在磁力攪拌器上攪拌1.(Γ2.0h,以600(T8000r/min離心分離5min，取上清液，用原子吸收法測定銅。
2.根據(jù)權利要求1所述的安山玢巖礦物吸附重金屬銅離子的方法，其特征是解吸容易，可進行再生和再吸附，實現(xiàn)重復利用，其具體方法的步驟如下: Cl)解吸附:將吸附Cu2+后的安山玢巖礦物于11(T12(TC烘干2.(T3.0h，稱取0.20?0.40g，至 200mL 燒杯中，加入 20.0mL0.10?0.30mol/L HNO3，攪拌 20?40min，用中速定量濾紙過濾，用蒸餾水洗滌，濾液定容，稀釋，用原子吸收法測定銅，濾渣于11(T12(TC烘干2.(Γ3.0h，得到再生安山玢巖礦物； (2)再吸附:移取10.1056mg/mL Cu2+溶液2.00?4.0OmL放入500mL燒杯中，加入200mL蒸餾水，用Imol/LNaOH和lmol/LHCl溶液調(diào)節(jié)ρΗ4.5?5.5，加入0.50?1.0Og再生安山玢巖礦物，攪拌1.(Γ2.0h,以600(T8000r/min離心分離5min，取上清液，稀釋，用原子吸收法測定銅。
【文檔編號】C02F1/62GK104418401SQ201310399794
【公開日】2015年3月18日 申請日期:2013年9月6日 優(yōu)先權日:2013年9月6日
【發(fā)明者】宋桂蘭, 李燕, 盧燕 申請人:濟南大學