本發(fā)明涉及工業(yè)廢水處理技術領域,具體來說,涉及一種用于去除工業(yè)廢水中重金屬離子的珍珠巖吸附劑的制備方法。
背景技術:
工業(yè)廢水是指工業(yè)生產過程中產生的廢水、污水和廢液,工業(yè)廢水包括生產廢水、生產污水及冷卻水,其中含有隨水流失的工業(yè)生產用料、中間產物和產品以及生產過程中產生的污染物,例如電解鹽工業(yè)廢水中含有汞,重金屬冶煉工業(yè)廢水含鉛、鎘等各種金屬,電鍍工業(yè)廢水中含氰化物和鉻等各種重金屬,石油煉制工業(yè)廢水中含酚,農藥制造工業(yè)廢水中含各種農藥等。隨著工業(yè)的迅速發(fā)展,廢水的種類和數(shù)量迅猛增加,對水體的污染也日趨廣泛和嚴重,威脅人類的健康和安全。由于工業(yè)廢水中常含有多種有毒物質,污染環(huán)境對人類健康有很大危害,尤其是工業(yè)廢水中溶解有大量重金屬,這些重金屬離子污染已成為當今最嚴重的環(huán)境問題之一。隨著金屬電鍍設備、礦業(yè)、化肥工業(yè)、制革廠、電池、造紙行業(yè)和殺從劑等這些行業(yè)的快速發(fā)展,越來越多的重金屬污水直接或間接的排入環(huán)境,特別是發(fā)展中國家。與有機污染物不同,重金屬是不能被生物降解的,它們很容易積聚在生物體內,有很多重金屬我們都知道我有毒或致癌的。在工業(yè)廢水的處理中,特別被關注的有毒重金屬如鋅、銅、鎳、汞、鎘、鉛、鉻等,會對環(huán)境頑固不化和持久性的危害,所以工業(yè)廢水的重金屬污染受到特別關注,如何經濟有效地對工業(yè)廢水中的重金屬離子進行處理,使得工業(yè)廢水達到可排放的環(huán)保標準,一直是業(yè)界所迫切希望解決的一個難題。
技術實現(xiàn)要素:
針對以上的不足,本發(fā)明提供了一種可對工業(yè)廢水中的重金屬離子具有較強的選擇行吸附性和較高的吸附能力,吸附重金屬的速度塊,便于回收處理的用于去除重金屬離子的珍珠巖吸附劑的制備方法,它包括如下步驟,
步驟s1:原料礦砂篩選,選擇按質量百分比組分為二氧化硅72%~75%、三氧化二鋁15~18%、氧化鐵0.5~1%、氧化納2.9%~3.5%、氧化鈣0.5~2%、氧化鉀2.5~3%、氧化錳0.1%~0.4%、水分4~6%的珍珠巖礦砂作為原料,并篩選出粒度為0.2~0.5mm的珍珠巖礦砂為原料礦砂;
步驟s2:礦砂預熱,將步驟s1中篩選的符合加工工藝要求規(guī)格的珍珠巖礦砂經漏斗投入預熱爐內進行預熱脫水,預熱溫度控制在350℃~400℃之間,預熱停留時間為25~30分鐘,以去除珍珠巖礦砂中附著的水分以及多余的結晶水,使珍珠巖礦砂中的結晶水含量符合高溫焙燒瞬間膨脹所需的結晶水含量要求;
步驟s3:高溫焙燒膨脹,將步驟s2中預熱脫水的珍珠巖礦砂經提升機投入到膨脹爐爐膛內進行高溫焙燒以達到瞬間膨脹,溫度控制在950℃~1000℃之間,高溫焙燒的時間控制在1~2s;經高溫焙燒的珍珠巖礦砂,其內部具有蜂窩狀多孔結構的蓬松疏松內核,其外層為形成具有微小開孔的致密層;
步驟s4:膨脹珍珠巖礦砂表面覆膜改性處理,將步驟s3中高溫焙燒的膨脹珍珠巖礦砂定量加入至容置罐中,利用噴霧裝置將液態(tài)高聚物重金屬離子吸附劑以水霧狀均勻地噴入容置罐內,使高聚物重金屬離子吸附劑與膨脹珍珠巖礦砂充分混合,以膨脹珍珠巖礦砂顆粒表層進行覆膜改性處理,再將經過覆膜改性處理過的膨脹珍珠巖礦砂置于50℃的烘箱中干燥1天,即可制備得到可吸附重金屬離子的珍珠巖吸附劑成品;
步驟s5:將步驟4中制得的用于去除重金屬離子的珍珠巖吸附劑顆粒成品進行收集與包裝。
為了進一步實現(xiàn)本發(fā)明,在所述步驟s2中,預熱爐中的最佳預熱溫度為380℃,以使得預熱后的珍珠巖礦砂中結晶水的重量含量保持在2%,最佳預熱停留時間為30分鐘,以使得珍珠巖礦砂經所述步驟s3中高溫焙燒達到瞬間膨脹到其體積倍數(shù)的10~20倍。
為了進一步實現(xiàn)本發(fā)明,在所述步驟s2中,將預熱脫水的珍珠巖礦砂、氟化鈣、固化劑、木焦油、硅烷偶聯(lián)劑按照重量比為100∶10∶5∶8∶3的比例均勻混合,將預熱脫水的珍珠巖礦砂投放在攪拌機機筒中,在珍珠巖礦砂表面涂覆氟化鈣,再加入氟硅酸鈉固化劑、固化劑、木焦油、硅烷偶聯(lián)劑并混合均勻,進行干燥脫水。
為了進一步實現(xiàn)本發(fā)明,在所述步驟s4中用于珍珠巖礦砂表面覆膜改性處理的容置罐為具有一定容積的密封罐體,所述容置罐的頂端與底端分別設有進料口與出料口,進料口與出料口分別設有電機驅動的密封旋轉閥,容置罐的底部設置有氮氣入口、頂部設置有氮氣出口,利用負壓引風機將熱氮氣自容置罐的底部氮氣入口不斷引入容置罐的容腔內,熱氮氣的溫度控制在250℃~300℃,以在容置罐內的膨脹珍珠巖在高溫氮氣環(huán)境下進行珍珠巖礦砂表面覆膜改性處理。
為了進一步實現(xiàn)本發(fā)明,所述硅烷偶聯(lián)劑為γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三(2-甲氧基乙氧基)硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷或乙烯基三乙氧基硅烷中的一種或者多種組合。
為了進一步實現(xiàn)本發(fā)明,在所述步驟s4中的珍珠巖礦砂表面覆膜改性處理過程中,利用抽真空裝置將所述容置罐進行抽真空處理,并利用離心裝置對膨脹珍珠巖礦砂進行充分攪拌,以使得憎水劑與膨脹珍珠巖礦砂顆粒的外表面充分接觸,達到最佳的覆膜改性處理效果。
為了進一步實現(xiàn)本發(fā)明,所述容置罐內的真空度維持在0.08mpa,所述離心裝置的轉速為230r/min,所述離心裝置離心攪拌的時間為18min。
為了進一步實現(xiàn)本發(fā)明,所述步驟s4中的珍珠巖礦砂表面覆膜改性處理過程中所用的高聚物重金屬離子吸附劑為有機硅類的憎水劑與聚甲基丙烯酸羥乙基酯的混合溶液。
為了進一步實現(xiàn)本發(fā)明,所述有機硅類的憎水劑的用量為被處理膨脹珍珠巖質量的0.5~2%,所述聚甲基丙烯酸羥乙基酯的用量為被處理膨脹珍珠巖質量的5%~10%。
為了進一步實現(xiàn)本發(fā)明,所述有機硅類憎水劑為一種反應型聚二甲基硅氧烷水性乳液。
本發(fā)明的有益效果:
1、本發(fā)明的用于去除重金屬離子的珍珠巖吸附劑的制備方法,通過添加聚二甲基硅氧烷、木焦油等疏水防水成分,以及油性的高分子聚合物,使膨脹珍珠巖表面由親水性變?yōu)槭杷H性,使得膨脹珍珠巖表面表現(xiàn)出較好的疏水性能,由于膨脹珍珠巖內部具有豐富的蜂窩狀結構的微孔,因此內部干燥的膨脹珍珠巖具有類似活性炭的吸附功能;然后利用高聚物重金屬離子吸附劑包覆在膨脹珍珠巖表面以對膨脹珍珠巖表層進行改性,實現(xiàn)以膨脹珍珠巖內部蜂窩狀多孔結構的微孔為吸附載體,通過高聚物重金屬離子吸附劑的聚甲基丙烯酸羥乙基酯具有的氨基、羥基等等活性基團具有較強的選擇性絡合某些重金屬能力,從而對廢液中的重金屬離子具有的選擇性吸附,尤其對某些重金屬離子(如鋅、銅、鎳、汞、鎘、鉛、鉻等)特有的選擇行吸附和較高的吸附能力。因此,可將珍珠巖吸附劑顆粒浸泡在工業(yè)廢水中,大量珍珠巖吸附劑顆粒就可以對工業(yè)廢水中的重金屬離子(如鋅、銅、鎳、汞、鎘、鉛、鉻等)進行選擇性吸附。與傳統(tǒng)的去除工業(yè)廢水中的重金屬離子相比,本發(fā)明的吸附劑具有較強的吸附能力,由于膨脹珍珠巖內部疏松多孔的蜂窩狀結構微孔具有虹吸效應,吸附重金屬的速度塊,處于重金屬吸附飽和狀態(tài)的珍珠巖吸附劑沉在水底,便于集中回收處理。本發(fā)明提供的珍珠巖吸附劑可廣泛應用于富集有大量的重金屬離子的工業(yè)污水凈化,并且該珍珠巖吸附劑吸附金屬離子后,可粉碎加工處理進行具有吸收重金屬離子的多肉植物的栽培,不會對環(huán)境產生二次污染。
2、本發(fā)明的用于去除重金屬離子的珍珠巖吸附劑的制備方法,采用噴霧裝置將高聚物重金屬離子吸附劑以霧狀均勻地噴涂在膨脹珍珠巖礦砂的表面,并通過離心裝置對容置罐容腔內的膨脹珍珠巖礦砂進行離心攪拌,同時噴霧裝置的噴頭從不同的部位和不同的方向不斷向容置罐容腔內噴出霧狀高聚物重金屬離子吸附劑,這樣通過離心攪拌和憎水劑的霧狀噴涂,使得高聚物重金屬離子吸附劑與膨脹珍珠巖礦砂比較均勻地混合,以保證膨脹珍珠巖礦砂的外表面充分與高聚物重金屬離子吸附劑接觸,從而有效提高珍珠巖外表面高聚物重金屬離子吸附劑覆膜改性處理的效果。
3、本發(fā)明的用于去除重金屬離子的珍珠巖吸附劑的制備方法,采用在珍珠巖表面涂敷氟化鈣,利用氟化鈣附著在珍珠巖的表面,并允許少量氟化鈣進入表層縫隙、裂紋和孔洞中,使得氟化鈣分布在珍珠巖表面、縫隙和晶粒之間,可以防止后續(xù)加入的高聚物重金屬離子吸附劑的進入珍珠巖礦砂顆粒的內部,保證了膨脹珍珠巖內部蜂窩狀微孔不被高聚物重金屬離子吸附劑充填。在高溫受熱的條件下,氟化鈣與珍珠巖礦砂顆粒燒結,由于氟化鈣進入珍珠巖表層的裂紋和孔洞之中,高溫燒結后能修補珍珠巖礦砂顆粒表層的裂紋和較大孔洞,從而提高珍珠巖的閉孔效果和耐壓強度。
4、本發(fā)明的用于去除重金屬離子的珍珠巖吸附劑的制備方法,在對膨脹珍珠巖礦砂表面覆膜改性處理過程中,保持在氮氣循環(huán)流通環(huán)境中進行,避免由于膨脹珍珠巖礦砂內部蜂窩狀結構內鎖住的空氣不斷釋放,造成容置罐容腔內的真空度難以維持,導致膨脹珍珠巖礦砂表面覆膜改性處理過程中效果變差。用熱氮氣不斷對容置罐容腔內的珍珠巖進行復熱、干燥,能夠有效減少膨脹珍珠巖礦砂在高聚物重金屬離子吸附劑覆膜處理中的含水量,置換出膨脹珍珠巖礦砂內部蜂窩狀結構吸附的不凝性氣體,并使得膨脹珍珠巖礦砂保持烘干加熱狀態(tài),有利于提高膨脹珍珠巖礦砂表面覆膜改性處理的噴涂效果。
具體實施方式
下面結合具體實施例對本發(fā)明進行進一步闡述。
本發(fā)明的用于去除重金屬離子的珍珠巖吸附劑的制備方法,它包括以下步驟:
步驟s1:原料礦砂篩選,選擇按質量百分比組分包括二氧化硅72%~75%、三氧化二鋁15~18%、氧化鐵0.5~1%、氧化納2.9%~3.5%、氧化鈣0.5~2%、氧化鉀2.5~3%、氧化錳0.1%~0.4%、水分4~6%,其它成分余量的珍珠巖礦砂作為原料,篩選出適合粒度級別的珍珠巖礦砂為原料,優(yōu)選原砂粒度為0.2~0.5mm的珍珠巖礦砂;
步驟s2:礦砂預熱,將步驟s1中篩選的符合加工規(guī)格的珍珠巖礦砂經漏斗投入預熱爐內進行預熱,利用廢氣循環(huán)對預熱爐內的珍珠巖礦砂進行加熱,令預熱爐腔體內溫度達到所需預熱溫度,預熱溫度控制在350℃~400℃之間,預熱停留時間為25~30分鐘,以去除珍珠巖礦砂中附著的水分以及多余的結晶水,使珍珠巖礦砂中的結晶水符合高溫焙燒瞬間膨脹所需的結晶水;一般將預熱爐中的預熱溫度保持在380℃,以使得預熱后的珍珠巖礦砂中結晶水的重量含量保持在2%,該重量含量保持在2%的結晶水,最佳預熱停留時間為30分鐘,可使得珍珠巖礦砂經步驟s3中高溫焙燒可瞬間膨脹到其體積倍數(shù)的10~20倍;
進一步地,本步驟中,將預熱脫水的珍珠巖礦砂、氟化鈣、固化劑、木焦油、硅烷偶聯(lián)劑按照重量比為100∶10∶5∶8∶3的比例均勻混合,其中,氟化鈣為具有疏水性的粉末狀氟化鈣粉末,固化劑為氟硅酸鈉,硅烷偶聯(lián)劑為γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三(2-甲氧基乙氧基)硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷或乙烯基三乙氧基硅烷的一種或者多種組合;將預熱脫水的珍珠巖礦砂投放在攪拌機機筒中,在珍珠巖礦砂表面涂覆氟化鈣(粉末狀)并進行預混2-5分鐘,使氟化鈣粉末均勻涂布在珍珠巖的表面,混合均勻后再加入固化劑(氟硅酸鈉)木焦油、硅烷偶聯(lián)劑,混合均勻后進行干燥脫水。本步驟中采用在珍珠巖表面涂敷氟化鈣,利用氟化鈣附著在珍珠巖的表面,并允許少量氟化鈣進入表層縫隙、裂紋和孔洞中,使得氟化鈣分布在珍珠巖表面、縫隙和晶粒之間,可以防止后續(xù)加入的防水劑的進入珍珠巖礦砂顆粒的內部,保證了膨脹珍珠巖內部蜂窩狀微孔不被防水劑充填。在高溫受熱的條件下,氟化鈣與珍珠巖礦砂顆粒燒結,由于氟化鈣進入珍珠巖表層的裂紋和孔洞之中,高溫燒結后能修補珍珠巖礦砂顆粒表層的裂紋和較大孔洞,從而提高珍珠巖的閉孔效果和耐壓強度。
步驟s3:高溫焙燒膨脹,將步驟s2中預熱脫水的的珍珠巖礦砂經提升機投入到膨脹爐進行高溫焙燒以達到瞬間膨脹,溫度控制在950℃~1000℃之間,高溫焙燒的時間控制在1~2s;經高溫焙燒的珍珠巖礦砂,其內部具有蜂窩狀多孔結構的蓬松疏松內核,其外層為形成具有微小開孔的致密層;經過高溫焙燒膨脹的珍珠巖礦砂顆粒均勻飽滿,平均粒徑范圍在2~10mm,內部蜂窩狀多孔結構的孔隙率可達到50%~60%,松散密度(容重)為60~80kg/m3。
步驟s4:膨脹珍珠巖礦砂表面覆膜改性處理,將步驟s3中高溫焙燒的膨脹珍珠巖礦砂添加至容置罐中,容置罐為具有一定容積的密封罐體,本發(fā)明的容置罐采用立式容置罐,容置罐的頂端與底端分別設有進料口與出料口,進料口與出料口分別設有電機驅動的密封旋轉閥,容置罐的底部可以設置有氮氣入口、頂部可以設置有氮氣出口。利用負壓引風機將熱氮氣自容置罐的底部氮氣入口不斷引入容置罐的容腔內,熱氮氣的溫度控制在250℃~300℃,以在容置罐內形成氮氣環(huán)境,使得容置罐內的膨脹珍珠巖礦砂保持脫水、烘干狀態(tài),防止容置罐內的膨脹珍珠巖礦砂在膨脹珍珠巖礦砂表面覆膜改性處理過程中含水量增加并吸附大量不凝性氣體。在膨脹珍珠巖礦砂表面覆膜改性處理過程中,利用噴霧裝置將液態(tài)的高聚物重金屬離子吸附劑以水霧狀均勻噴入容置罐的容腔內并與膨脹珍珠巖礦砂混合,以對容置罐容腔內的膨脹珍珠巖礦砂進行外表面覆膜改性處理。更佳地,利用抽真空裝置將容置罐容腔內進行抽真空處理,并利用離心裝置將容置罐容腔內的膨脹珍珠巖礦砂進行充分攪拌,以使得高聚物重金屬離子吸附劑與膨脹珍珠巖礦砂顆粒的外表面充分接觸并形成一層薄膜,達到最佳的覆膜效果。其中,容置罐內的負壓真空度,可以依據需要珍珠巖顆粒表面覆膜的厚度而在較寬的數(shù)值(0.06~0.09mpa)內選取,離心裝置裝置的轉速在200r/min~250r/min為宜,離心攪拌的時間為10~20min,具體數(shù)值可以根據實際加工工藝要求而選取。通過大量的試驗數(shù)據表明,真空度維持在0.08mpa、離心裝置的轉速為230r/min、離心攪拌的時間為18min較為適宜,通過膨脹珍珠巖礦砂表面涂敷的氟化鈣、以及其內部蜂窩狀結構微孔內鎖住的空氣與容置罐內的氮氣形成壓強差,使得高聚物重金屬離子吸附劑只在膨脹珍珠巖礦砂帶有微孔的表層包裹形成一層高聚物重金屬離子吸附劑覆膜,高聚物重金屬離子吸附劑覆膜厚度約為0.2~1mm,而不會造成過多的高聚物重金屬離子吸附劑進入并充填膨脹珍珠巖礦砂內部的蜂窩狀結構微孔。因此,一方面,這可以有效減少高聚物重金屬離子吸附劑噴入到膨脹珍珠巖礦砂內部蜂窩狀結構微孔內,節(jié)約高聚物重金屬離子吸附劑的使用成本;另一方面,其可保證膨脹珍珠巖礦砂內部具有較高的空隙率,避免高聚物重金屬離子吸附劑充填膨脹珍珠巖礦砂內部蜂窩狀結構微孔而降低膨脹珍珠巖的可吸附重金屬離子的有效空間。
在對膨脹珍珠巖礦砂表面覆膜改性處理過程中,保持在氮氣循環(huán)流通環(huán)境中進行,避免由于膨脹珍珠巖礦砂內部蜂窩狀結構內鎖住的空氣不斷釋放,造成容置罐容腔內的真空度難以維持,導致膨脹珍珠巖礦砂表面覆膜改性處理過程中效果變差。本步驟中,用熱氮氣不斷對容置罐容腔內的珍珠巖進行復熱、干燥,能夠有效減少膨脹珍珠巖礦砂在珍珠巖顆粒表面覆膜處理中的含水量,置換出膨脹珍珠巖礦砂內部蜂窩狀結構吸附的不凝性氣體,并使得膨脹珍珠巖礦砂保持烘干加熱狀態(tài),有利于提高膨脹珍珠巖礦砂表面覆膜改性處理的噴涂效果。
本步驟中的熱氮氣產生裝置與容置罐的底部的氮氣入口相連通,熱氮氣產生裝置用于將液氮罐內的液氮進行汽化并加熱而產生所需溫度的熱氮氣,其還可以對產生的熱氮氣進行壓強調節(jié),待膨脹珍珠巖礦砂加入容置罐后,在對膨脹珍珠巖礦砂進行烘干、防潮的同時,還可以將粒度較小的膨脹珍珠巖礦砂作為粉塵、以及離心攪拌的過程中產生的珍珠巖粉塵隨熱氮氣從容置罐的頂部的氮氣出口排出,使得容置罐容腔內的膨脹珍珠巖礦砂滿足表面覆膜改性處理的粒度要求。
本步驟中的噴霧裝置用于將高聚物重金屬離子吸附劑以霧狀均勻地噴涂在膨脹珍珠巖礦砂的表面,本步驟中的抽真空裝置可以是與容置罐相互連通的真空泵,本步驟中的離心裝置可以是用電機帶動攪拌軸以及攪拌頁旋轉的攪拌器,膨脹珍珠巖礦砂在珍珠巖顆粒表面覆膜處理過程中,通過離心裝置對容置罐容腔內的膨脹珍珠巖礦砂進行離心攪拌,同時噴霧裝置的噴頭從不同的部位和不同的方向不斷向容置罐容腔內噴出霧狀高聚物重金屬離子吸附劑,這樣通過離心攪拌和高聚物重金屬離子吸附劑的霧狀噴涂,使得高聚物重金屬離子吸附劑與膨脹珍珠巖礦砂比較均勻地混合,以保證膨脹珍珠巖礦砂的外表面充分與高聚物重金屬離子吸附劑接觸,從而有效提高珍珠巖外表面的高聚物重金屬離子吸附劑覆膜的效果。
本步驟中的膨脹珍珠巖礦砂表面覆膜改性處理中所用的高聚物重金屬離子吸附劑為有機硅類的憎水劑與聚甲基丙烯酸羥乙基酯的混合溶液,優(yōu)選的,本實施例的有機硅類的憎水劑為一種反應型聚二甲基硅氧烷水性乳液,使用時,二甲基硅氧烷水性乳液和聚甲基丙烯酸羥乙基酯均可以任意的比例與水進行稀釋,二甲基硅氧烷水性乳液和聚甲基丙烯酸羥乙基酯的用量分別在被處理膨脹珍珠巖材料質量的0.5~2%和5%~10%之間,具體使用量取決于對被處理材料具體的覆膜處理要求。最佳地,將1000克的聚二甲基硅氧烷水性乳液和1500克聚甲基丙烯酸羥乙基酯混合液與50kg的去離子水混合形成高聚物重金屬離子吸附劑溶液,并用噴霧裝置將混合均勻的高聚物重金屬離子吸附劑溶液通過噴涂的方式,在容置罐內對100kg的膨脹珍珠巖礦砂在容置罐內抽真空離心攪拌的條件下進行表面覆膜改性處理。將經過表面覆膜改性處理過的膨脹珍珠巖礦砂置于50℃的烘箱中干燥1天即可制備得本發(fā)明的用于去除工業(yè)廢水中重金屬離子的珍珠巖吸附劑顆粒。本步驟中的高聚物重金屬離子吸附劑以噴霧加入的方式噴涂在膨脹珍珠巖的表面,不會讓聚二甲基硅氧烷高聚物重金屬離子吸附劑大部分滲透到膨脹珍珠巖內部,有利于高聚物重金屬離子吸附劑的均勻分布,達到良好的表面覆膜改性效果。
采用采用表面涂敷氟化鈣的方法對珍珠巖礦砂進行表面改性,然后在膨脹珍珠巖表面進行高聚物重金屬離子吸附劑覆膜處理,以膨脹珍珠巖為骨架,以膨脹珍珠巖內部蜂窩狀多孔結構的微孔為吸附載體,以高聚物重金屬離子吸附劑聚甲基丙烯酸羥乙基酯具有的氨基、羥基等活性功能基團,這些氨基、羥基等活性基團具有較強的選擇性絡合某些重金屬能力,而且吸附性能也較強,從而對廢液中的重金屬離子具有的選擇性吸附,尤其對某些重金屬離子(如銅、汞、鉛等)特有的選擇行吸附和較高的吸附能力;通過大量試驗表明,經過高聚物重金屬離子吸附劑中含有的成分聚二甲基硅氧烷水性乳液對膨脹珍珠巖進行憎水處理,膨脹珍珠巖的吸水率為原重量的10%~15%,而未經處理的珍珠巖的吸水率則遠大于100%,因此在高聚物重金屬離子吸附劑內混合二甲基硅氧烷憎水劑,以實現(xiàn)膨脹珍珠巖達到疏水的效果,保持膨脹珍珠巖內部蜂窩狀多孔結構的微孔具有較低的吸水率,而使得膨脹珍珠巖內部蜂窩狀多孔結構的微孔不會因為吸水過多而影響其吸附重金屬離子的能力。
步驟s5:制得珍珠巖吸附劑顆粒成品,成品收集包裝,即將步驟s4制備的用于去除工業(yè)廢水中重金屬離子的珍珠巖吸附劑顆粒進行包裝,以待使用。
在制得的珍珠巖吸附劑顆粒成品中,選取顆粒直徑為3mm的珍珠巖吸附劑顆粒,由于膨脹珍珠巖松散密度(容重)為60~80kg/m3’,質量較輕,且膨脹珍珠巖表面噴涂有聚二甲基硅氧烷水性乳液憎水劑,使得膨脹珍珠巖表面表現(xiàn)出較好的疏水性能,由于膨脹珍珠巖內部具有豐富的蜂窩狀結構的微孔,因此內部干燥的膨脹珍珠巖具有類似活性炭的吸附功能;然后利用膨脹珍珠巖表面的高聚物重金屬離子吸附劑覆膜層,以膨脹珍珠巖內部蜂窩狀多孔結構的微孔為吸附載體,通過高聚物重金屬離子吸附劑聚甲基丙烯酸羥乙基酯具有的氨基、羥基等等活性基團具有較強的選擇性絡合某些重金屬能力,從而對廢液中的重金屬離子具有的選擇性吸附,尤其對某些重金屬離子(如鋅、銅、鎳、汞、鎘、鉛、鉻等)特有的選擇行吸附和較高的吸附能力。因此,可將珍珠巖吸附劑顆粒浸泡在工業(yè)廢水中,大量珍珠巖吸附劑顆粒就可以對工業(yè)廢水中的重金屬離子(如鋅、銅、鎳、汞、鎘、鉛、鉻等)進行選擇性吸附。
對采用本發(fā)明方法制備的珍珠巖吸油劑顆粒的吸附水面油污進行測試:首先在1200ml的圓形容器(內徑20cm)中加入1000ml蒸餾水,將100cm3體積的粒徑為5mm的珍珠巖吸附劑顆粒投入到圓形容器內,在室溫20℃、吸收時間為3個小時,測得平均100cm3珍珠巖吸油劑顆粒吸附10.8ml蒸餾水;然后在另一個1200ml的圓形容器(內徑20cm)中配制出200mg/l的重金屬離子(鉻、銅、鉛、鋅離子各200mg)水溶液,將100cm3體積的粒徑為5mm的珍珠巖吸油劑顆粒投入到圓形容器內,在室溫20℃、吸收時間為3個小時,鉻、銅、鉛、鋅離子分別從初始濃度100.0mg/l分別降到1.08、3.14、2.03和0.45mg/l,達到了良好的吸附效果,有效去除了重金屬離子水溶液中的各種重金屬離子。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施方式,本發(fā)明并不局限于上述實施方式,在實施過程中可能存在局部微小的結構改動,如果對本發(fā)明的各種改動或變型不脫離本發(fā)明的精神和范圍,且屬于本發(fā)明的權利要求和等同技術范圍之內,則本發(fā)明也意圖包含這些改動和變型。