本發(fā)明涉及一種用于重金屬離子廢水深度處理的無機復合顆粒的制備方法，屬于復合材料技術領域。

背景技術：

重金屬離子是一種常見又危害極大的污染物，會在生物體內(nèi)逐漸沉積，影響的健康。電鍍、電子、冶金等行業(yè)都會產(chǎn)生大量產(chǎn)生含重金屬離子的廢水。傳統(tǒng)污水工程上多采用化學沉淀法，這種方法簡單普遍且成本低廉，但處理深度不夠，只能處理到幾個ppm的濃度，離排放標準還有較大差距?；钚蕴坎牧夏軌蜓杆俚纳疃忍幚碇亟饘匐x子，但吸附容量很小，很容易飽和，因此噸水處理成本很高。離子交換材料如離子交換樹脂、羥基磷灰石、沸石等已經(jīng)證明對于交換去除水中的重金屬離子有較好的效果，但主要問題在于交換速度低，時間長，處理深度不夠，暫時也沒有實際的工程應用。螯合樹脂、殼聚糖能夠通過螯合或有機基團絡合達到深度的處理效果，但由于價格昂貴，目前在國內(nèi)還沒能推廣開來。由此可見，如何以較低成本達到深度處理效果是目前重金屬離子廢水處理中所面臨的一個重要問題。

羥基磷灰石是一種具有離子交換能力的無機材料，已經(jīng)有很多研究將其用于去除水中的重金屬離子，如公開號為CN101613135A的中國發(fā)明專利“一種利用納米羥基磷灰石去除污水中重金屬離子的方法”中提到向含有重金屬離子的廢水中加入納米羥基磷灰石粉可以去除重金屬離子。但單純的羥基磷灰石用于重金屬離子廢水處理存在以下幾個問題：1、粉狀羥基磷灰石只能用于實驗室的靜置條件下，如果應用于實際流動的污水工程中，要不會隨水流排出，要不會結塊阻塞水流通過。2、靜置的時間太長，一般需要十幾個小時以上。3、處理深度還是不夠，60ppm的初始濃度情況下，只達到90％以上的去除率，殘余濃度仍有幾個ppm，不能達到深度處理，達標排放的要求。

技術實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術中的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種用于重金屬離子廢水深度處理的無機復合顆粒的制備方法，本發(fā)明的方法制備的無機復合顆粒能夠較低成本地深度去除水中的重金屬離子。

本發(fā)明是通過以下技術方案實現(xiàn)的：

本發(fā)明提供了一種用于重金屬離子廢水深度處理的無機復合顆粒的制備方法，其包括如下步驟：

將高純木質(zhì)素粉與羥基磷灰石進行濕法造粒后，在950～1100℃的無氧條件下進行燒結，得到所述無機復合顆粒。

作為優(yōu)選方案，所述高純木質(zhì)素粉與羥基磷灰石的重量比為1:2～9:1。

作為優(yōu)選方案，所述高純木質(zhì)素的粒徑為100～300目。

作為優(yōu)選方案，所述羥基磷灰石的粒徑為納米級。

作為優(yōu)選方案，所述濕法造粒的操作為：

將高純木質(zhì)素粉溶解于的氫氧化鈉水溶液中至飽和后，加入羥基磷灰石，混勻后造粒成直徑為1～2mm的顆粒，烘干。

作為優(yōu)選方案，所述氫氧化鈉水溶液的質(zhì)量分數(shù)為1～5％。

本發(fā)明利用高純木質(zhì)素燒結時的自收縮粘接特性和羥基磷灰石的離子交換能力相結合，通過木質(zhì)素在氫氧化鈉溶液中的溶解特性與納米羥基磷灰石粉進行固液均勻混合，通過濕法造粒后燒結。復合顆粒的物理吸附能力主要是由高純木質(zhì)素在燒結時轉(zhuǎn)化成炭并經(jīng)氫氧化鈉刻蝕造孔形成的多孔炭成分貢獻的，而離子交換能力則來源于納米羥基磷灰石。

與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有如下的有益效果：

1、將多孔炭的物理吸附能力與羥基磷灰石的離子交換能力復合在一起，既克服了活性炭容量低的缺點，也避免了羥基磷灰石離子交換速度慢深度低的劣勢，達到了快速、深度和高容量的去除水中重金屬離子的效果；

2、活性炭和羥基磷灰石兩種材料價格都較低，因而在相同處理能力條件下相對螯合樹脂和改性殼聚糖等深度處理材料成本大大降低，具有明顯的價格優(yōu)勢。而具有較高強度和一定尺寸的復合顆粒，也滿足了實際工程對于材料的要求。

具體實施方式

下面結合具體實施例對本發(fā)明進行詳細說明。以下實施例將有助于本領域的技術人員進一步理解本發(fā)明，但不以任何形式限制本發(fā)明。應當指出的是，對本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明構思的前提下，還可以做出若干變形和改進。這些都屬于本發(fā)明的保護范圍。

實施例1

將100目的高純木質(zhì)素溶解在1％的氫氧化鈉溶液中，與納米羥基磷灰石以1：2的重量比例混合均勻后，濕法造粒，真空下950℃燒結，保溫30min，測得顆粒比表面積為300m²/g。用制得的顆粒500g填充在有機玻璃管中，采用30ppm的重鉻酸鉀溶液，以1L/h的流速流經(jīng)該顆粒，出水的Cr⁶⁺濃度低于0.05ppm，飽和吸附量達到98mg/g。

實施例2

將200目的高純木質(zhì)素溶解在2％的氫氧化鈉溶液中，與納米羥基磷灰石以1：1的重量比例混合均勻后，濕法造粒，氮氣保護下1000℃燒結，保溫30min，測得顆粒比表面積為450m²/g。用制得的顆粒500g填充在有機玻璃管中，采用50ppm的含Cu²⁺溶液，以1L/h的流速通過該顆粒，出水測不出Cu²⁺，飽和吸附量達到110mg/g。

實施例3

將300目的高純木質(zhì)素溶解在1％的氫氧化鈉溶液中，與納米羥基磷灰石以3：1的重量比例混合均勻后，濕法造粒，氬氣保護下1000℃燒結，保溫30min，測得顆粒比表面積為520m²/g。用制得的顆粒500g填充在有機玻璃管中，采用50ppm的含Zn²⁺溶液，以1L/h的流速通過該顆粒，出水濃度低于0.1ppm，飽和吸附量達到30mg/g。

實施例4

將100目的高純木質(zhì)素溶解在1％的氫氧化鈉溶液中，與納米羥基磷灰石以9：1的重量比例混合均勻后，濕法造粒，氫氣保護下1100℃燒結，保溫30min，測得顆粒比表面積為600m²/g。用制得的顆粒500g填充在有機玻璃管中，采用50ppm的含Ni²⁺的溶液，以1L/h的流速通過該顆粒，出水濃度達到0.1ppm，飽和吸附量達到10mg/g。

以上對本發(fā)明的具體實施例進行了描述。需要理解的是，本發(fā)明并不局限于上述特定實施方式，本領域技術人員可以在權利要求的范圍內(nèi)做出各種變形或修改，這并不影響本發(fā)明的實質(zhì)內(nèi)容。