本發(fā)明屬于工業(yè)污水處理領(lǐng)域,具體地說(shuō),利用安山玢巖礦物處理選礦、電鍍等工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中形成的含鎳重金屬離子廢水,使鎳達(dá)到可排放標(biāo)準(zhǔn)。
背景技術(shù):
工業(yè)電鍍、選礦,是重金屬鎳污染的主要來(lái)源。水環(huán)境中的重金屬離子形態(tài)穩(wěn)定、毒性大以并且可以通過(guò)食物鏈在生物體內(nèi)累積,給生態(tài)環(huán)境和人類(lèi)健康帶來(lái)嚴(yán)重的危害?;瘜W(xué)鍍鎳廢液通常采用化學(xué)沉淀、電解法、離子交換法、反滲透等方法處理。吸附法是處理低濃度含鎳廢水的有效途徑之一,陶粒、沸石、膨潤(rùn)土等作為吸附材料吸附廢水中非絡(luò)合態(tài)鎳已有報(bào)道。天然礦物是自然界中廣泛存在并且容易得到的物質(zhì),利用礦物去除廢水中重金屬離子,原料廉價(jià)、易得。安山玢巖礦物是酸性火山巖中的一種熔巖,它的主要特征為斑狀結(jié)構(gòu),斑晶多以斜長(zhǎng)石為主,故稱(chēng)安山玢巖。安山玢巖礦石由兩部分組成:火山碎屑物和膠結(jié)物。火山碎屑物以安山巖角礫為主,碎屑物的含量30~60%,其礦物成分為斜長(zhǎng)石、輝石、角閃石等;膠結(jié)物以火山灰分解物質(zhì)為主。經(jīng)初步勘測(cè),安山玢巖礦儲(chǔ)量巨大,礦山所含安山玢巖的儲(chǔ)量在一億噸以上。礦石性脆,硬度小,機(jī)械加工性能良好。本發(fā)明將安山玢巖礦物粉末(小于200目)用于吸附重金屬鎳離子,礦物質(zhì)對(duì)Ni2+的最大吸附量為14.38mg/g,吸附力強(qiáng),用于含鎳廢水的處理,具有廣闊的應(yīng)用前景。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的是提供一種利用安山玢巖礦物吸附重金屬鎳離子的方法。特征在于該方法具有以下工藝步驟:
(1)安山玢巖礦物用于吸附重金屬Ni2+:安山玢巖礦物經(jīng)開(kāi)采后粉碎過(guò)200目篩。移取5.0104mg/mLNi2+溶液2.00~4.00mL放入500mL燒杯中,加入200mL蒸餾水,用1mol/LNaOH和1mol/LHCl溶液調(diào)節(jié)pH4.0~6.0,酸度計(jì)準(zhǔn)確測(cè)定,加入1.00~2.00g安山玢巖礦物,放在磁力攪拌器上攪拌1.0~2.0h,以6000~8000r/min離心分離5min,取上清液,用原子吸收法測(cè)定鎳;
(2)安山玢巖礦物的解吸附:將吸附Ni2+后的安山玢巖礦物于110~120℃烘干2.0~3.0h,稱(chēng)取1.00~2.00g,至200mL燒杯中,加入20.0mL0.20~0.30mol/L HNO3,攪拌20~40min,用中速定量濾紙過(guò)濾,用蒸餾水洗滌,濾液定容,稀釋?zhuān)迷游辗y(cè)定鎳,濾渣于110~120℃烘干2.0~3.0h,得到再生安山玢巖礦物;
(3)再生安山玢巖礦物吸附重金屬Ni2+:移取5.0104mg/mLNi2+溶液1.00~2.00mL放入500mL燒杯中,加入200mL蒸餾水,用1mol/LNaOH和1mol/LHCl溶液調(diào)節(jié)pH4.0~6.0,加入1.00~2.00g再生安山玢巖礦物,攪拌1.0~2.0h,以6000~8000r/min離心分離5min,取上清液,稀釋?zhuān)迷游辗y(cè)定鎳。
本發(fā)明體現(xiàn)的優(yōu)勢(shì)和特點(diǎn)是:
(1)本發(fā)明采用安山玢巖礦物作為吸附重金屬鎳離子的吸附材料,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鎳離子,吸附率高,吸附容量大,操作簡(jiǎn)便,可用于重金屬鎳離子污水處理;
(3)安山玢巖儲(chǔ)量大,易加工,不需經(jīng)過(guò)改性,直接用于吸附重金屬鎳離子,成本低,吸附后的礦物解吸方便,可重復(fù)利用。
具體實(shí)施方式下面結(jié)合具體實(shí)施例,進(jìn)一步闡述本發(fā)明。應(yīng)理解,這些實(shí)施例僅用于說(shuō)明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外還應(yīng)理解,在閱讀了本發(fā)明講授的內(nèi)容之后,本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明做各種改動(dòng)或修改,這些等價(jià)形式同樣落于本申請(qǐng)所附權(quán)利要求書(shū)所限定的范圍。
實(shí)施例1
(1)標(biāo)準(zhǔn)Ni2+溶液的配制
稱(chēng)取Ni( NO3)26H2O 25.0g,于500mL燒杯中,用去離子水溶解,加5~6滴1mol/L HNO3,定容到1000mL容量瓶中,搖勻。在pH=10用0.0504mol/L的標(biāo)準(zhǔn)EDTA 溶液滴定,用紫脲酸銨作指示劑滴定至溶液由黃色變?yōu)樗{(lán)紫色,重復(fù)3次,最后測(cè)得Ni( NO3)2 儲(chǔ)備液的濃度為0.08537mol/L(含Ni2+5.0104mg/mL)。用移液管移取10.00mLNi( NO3)2儲(chǔ)備液與100mL容量瓶中,加5~6滴1mol/L HNO3,定容,搖勻,此溶液含Ni2+為0.5010mg/mL。取含Ni2+為0.5010mg/mL溶液10.00 mL于100 mL容量瓶,加2~3滴1mol/L HNO3,定容,搖勻,此溶液含Ni2+為0.05010mg/mL;(2)Ni2+標(biāo)準(zhǔn)系列的配制和測(cè)定
分別移取0.05010mg/mL的Ni2+標(biāo)準(zhǔn)溶液0.00、0.50、1.00、2.00、4.00、6.00、8.00、10.00mL于50mL容量瓶中,用二次去離子水稀釋到刻度,搖勻,此系列含Ni2+分別為0.00、0.501、1.002、2.004、4.008、6.012、8.016、10.02μg/mL。用原子吸收法(吸收波長(zhǎng)為231.2nm)測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)系列溶液的吸光度A;
(3)安山玢巖礦物用于吸附重金屬Ni2+
安山玢巖礦物經(jīng)開(kāi)采后粉碎過(guò)200目篩。移取5.0104mg/mL溶液2.00mL,放入500mL燒杯中,加入200mL蒸餾水,用1mol/LNaOH和1mol/LHCl溶液調(diào)節(jié)pH4.0,酸度計(jì)準(zhǔn)確測(cè)定,加入1.00g安山玢巖礦物,放在磁力攪拌器上攪拌1.0h,以6000~8000r/min離心分離5min,取上清液,用原子吸收法測(cè)定鎳。
實(shí)施例2
(1)Ni2+標(biāo)準(zhǔn)系列的配制
稱(chēng)取Ni( NO3)26H2O 25.0g,于500mL燒杯中,用去離子水溶解,加5~6滴1mol/L HNO3, 定容到1000mL容量瓶中,搖勻。在pH=10用0.0504mol/L的標(biāo)準(zhǔn)EDTA 溶液滴定,用紫脲酸銨作指示劑滴定至溶液由黃色變?yōu)樗{(lán)紫色,重復(fù)3次,最后測(cè)得Ni( NO3)2 儲(chǔ)備液的濃度為0.08537mol/L(含Ni2+5.0104mg/mL)。 用移液管移取10.00mLNi(NO3)2儲(chǔ)備液與100mL容量瓶中,加5~6滴1mol/L HNO3,定容,搖勻,此溶液含Ni2+為0.5010mg/mL。取含Ni2+為0.5010mg/mL溶液10.00 mL于100 mL容量瓶,加2~3滴1mol/L HNO3,定容,搖勻,此溶液含Ni2+為0.05010mg/mL;(2)Ni2+標(biāo)準(zhǔn)系列的配制和測(cè)定
分別移取0.05010mg/mL的Ni2+標(biāo)準(zhǔn)溶液0.00、0.50、1.00、2.00、4.00、6.00、10.00mL于50mL容量瓶中,用二次去離子水稀釋到刻度,搖勻,此系列含Ni2+分別為0.00、0.501、1.002、2.004、4.008、6.012、10.02μg/mL。用原子吸收法(吸收波長(zhǎng)為231.2nm)測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)系列溶液的吸光度A;
(3)安山玢巖礦物用于吸附重金屬Ni2+:
安山玢巖礦物經(jīng)開(kāi)采后粉碎過(guò)200目篩。移取5.0104mg/mL溶液3.00mL,放入500mL燒杯中,加入200mL蒸餾水,用1mol/LNaOH和1mol/LHCl溶液調(diào)節(jié)pH5.0,酸度計(jì)準(zhǔn)確測(cè)定,加入1.50g安山玢巖礦物,放在磁力攪拌器上攪拌1.5h,以6000~8000r/min離心分離5min,取上清液,用原子吸收法測(cè);
實(shí)施例3
(1)Ni2+標(biāo)準(zhǔn)系列的配制
稱(chēng)取Ni( NO3)26H2O 25.0g,于500mL燒杯中,用去離子水溶解,加5~6滴1mol/L HNO3, 定容到1000mL容量瓶中,搖勻。在pH=10用0.0504mol/L的標(biāo)準(zhǔn)EDTA 溶液滴定, 用紫脲酸銨作指示劑滴定至溶液由黃色變?yōu)樗{(lán)紫色,重復(fù)3次,最后測(cè)得Ni( NO3)2 儲(chǔ)備液的濃度為0.08537mol/L(含Ni2+5.0104mg/mL)。用移液管移取10.00mLNi( NO3)2儲(chǔ)備液與100mL容量瓶中,加5~6滴1mol/L HNO3,定容,搖勻,此溶液含Ni2+為0.5010mg/mL。取含Ni2+為0.5010mg/mL溶液10.00 mL于100 mL容量瓶,加2~3滴1mol/L HNO3, 定容,搖勻,此溶液含Ni2+為0.05010mg/mL;(2)Ni2+標(biāo)準(zhǔn)系列的配制和測(cè)定
分別移取0.05010mg /mL的Ni2+標(biāo)準(zhǔn)溶液0.00、0.50、1.00、2.00、4.00、6.00、10.00mL于50mL容量瓶中,用二次去離子水稀釋到刻度,搖勻,此系列含Ni2+分別為0.00、0.501、1.002、2.004、4.008、6.012、10.02μg/mL。用原子吸收法(吸收波長(zhǎng)為231.2nm)測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)系列溶液的吸光度A;
(3)安山玢巖礦物用于吸附重金屬Ni2+:
安山玢巖礦物經(jīng)開(kāi)采后粉碎過(guò)200目篩。移取5.0104mg/mL溶液4.00mL,放入500mL燒杯中,加入200mL蒸餾水,用1mol/LNaOH和1mol/LHCl溶液調(diào)節(jié)pH6.0,酸度計(jì)準(zhǔn)確測(cè)定,加入2.00g安山玢巖礦物,放在磁力攪拌器上攪拌2.0h,以6000~8000r/min離心分離5min,取上清液,用原子吸收法測(cè);
實(shí)施例4
安山玢巖礦物的解吸附:將吸附Ni2+后的安山玢巖礦物于110~120℃烘干2.0h,稱(chēng)取1.00g,至200mL燒杯中,加入20.0mL 0.20mol/L HNO3,攪拌20min,用中速定量濾紙過(guò)濾,用蒸餾水洗滌,濾液定容,稀釋?zhuān)迷游辗y(cè)定鎳,解吸率為90.7%。濾渣于110~120℃烘干2.0~3.0h,得到再生安山玢巖礦物。
實(shí)施例5
安山玢巖礦物的解吸附:將吸附Ni2+后的安山玢巖礦物于110~120℃烘干2.0h,稱(chēng)取1.00g,至200mL燒杯中,加入20.0mL 0.25mol/L HNO3,攪拌30min,用中速定量濾紙過(guò)濾,用蒸餾水洗滌,濾液定容,稀釋?zhuān)迷游辗y(cè)定鎳,解吸率為91.5%。
實(shí)施例6
安山玢巖礦物的解吸附:將吸附Ni2+后的安山玢巖礦物于110~120℃烘干2.0h,稱(chēng)取1.00g,放入200mL燒杯中,加入20.0mL0.30mol/L HNO3,攪拌40min,用中速定量濾紙過(guò)濾,用蒸餾水洗滌,濾液定容,稀釋?zhuān)迷游辗y(cè)定鎳,解吸率為91.7%。
實(shí)施例7
再生安山玢巖礦物用于吸附重金屬Ni2+:移取5.0104mg/mL標(biāo)準(zhǔn)溶液1.00mL于500mL燒杯中,加入200mL蒸餾水,用1mol/LNaOH和1mol/LHCl溶液調(diào)節(jié)pH4.0,酸度計(jì)準(zhǔn)確測(cè)定,加入1.00g再生安山玢巖礦物,攪拌1.0h,以6000~8000r/min離心分離5min,取上清液,用原子吸收法測(cè)定鎳。
實(shí)施例8
再生安山玢巖礦物用于吸附重金屬Ni2+:移取5.0104mg/mL標(biāo)準(zhǔn)溶液1.50mL于500mL燒杯中,加入200mL蒸餾水,用1mol/LNaOH和1mol/LHCl溶液調(diào)節(jié)pH5.0,酸度計(jì)準(zhǔn)確測(cè)定,加入1.50g再生安山玢巖礦物,攪拌1.5h,以6000~8000r/min離心分離5min,取上清液,用原子吸收法測(cè)定鎳,解吸后安山玢巖礦物對(duì)Ni2+的二次吸附最大容量為8mg/g。
實(shí)施例9
再生安山玢巖礦物用于吸附重金屬Ni2+:移取5.0104mg/mL標(biāo)準(zhǔn)溶液2.00mL于500mL燒杯中,加入200mL蒸餾水,用1mol/LNaOH和1mol/LHCl溶液調(diào)節(jié)pH6.0,酸度計(jì)準(zhǔn)確測(cè)定,加入2.00g再生安山玢巖礦物,攪拌2.0h,以6000~8000r/min離心分離5min,取上清液,用原子吸收法測(cè)定鎳。