一種無機(jī)粉體材料的制備方法與應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及環(huán)保新材料，具體是涉及一種無機(jī)粉體材料的制備方法與應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002] 工業(yè)水污染一直是重點(diǎn)防治對象，許多生產(chǎn)和制造行業(yè)，例如礦冶、機(jī)械制造、化 工、電子、儀表等行業(yè)在生產(chǎn)過程中都會產(chǎn)生重金屬廢水，這些廢水嚴(yán)重影響環(huán)境安全。重 金屬元素及其化合物會使蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，影響蛋白質(zhì)功能，進(jìn)而影響人體健康。重金 屬污染物難以治理，它們在水體中積累到一定的量就會對水體生物系統(tǒng)產(chǎn)生嚴(yán)重危害，并 可能通過食物鏈影響到人類的健康。而重金屬離子排放到生態(tài)系統(tǒng)經(jīng)其他途徑（如土壤）， 通過植物進(jìn)行富集最終流向人體，危害人體健康。隨著我國經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展，日益嚴(yán)峻的環(huán)境 壓力迫使生產(chǎn)和制造行業(yè)的工業(yè)廢水必滿足排放要求。
[0003] 目前，處理重金屬廢水的方法大致可分為三大類：（1)化學(xué)法（化學(xué)藥劑沉淀法和 電解法）；（2)物理處理法（活性炭、離子交換樹脂等吸附劑和膜分離法）；（3)生物處理法。 但是，每種處理方法都存在不足之處。例如，化學(xué)法會產(chǎn)生難以處理的絮狀污泥，同時(shí)化學(xué) 試劑投量大，容易造成二次污染；物理處理法采用活性炭吸附前需要改性，使得處理成本升 高，另外活性炭自身成本和回收成本也限制其應(yīng)用；使用離子交換樹脂或膜分離法投資費(fèi) 用大（離子交換樹脂的交換性能隨使用次數(shù)增加而使其交換性能下降一半或更低，適用于 離子成分單一水質(zhì)），用量大回收時(shí)需投大量化學(xué)試劑導(dǎo)致處理成本高；使用生物處理法 對重金屬離子濃度要求較嚴(yán)格，對水溶液環(huán)境要求高，處理周期長。這些缺陷使得現(xiàn)有處理 方法在實(shí)際應(yīng)用中存在很大的局限性。
[0004] 中國專利CN102266746A公開一種人工合成無機(jī)晶體吸附材料的制備方法，將 10~25wt%的氟娃酸鈉、2~20wt%的碳酸鈉、30~60wt%的二氧化娃、15~45wt%的氧 化鎂混合均勻，將該混合物在600~1300°C下通過坩堝煅燒法或內(nèi)部熔融法燒制6~20h， 得到一種分子式為Na(Mg2. 5-0. 5xNax) (Si4O10)F2 (0 < X彡1)的膨脹性人工合成無機(jī)晶體 吸附材料。
[0005] 中國專利CN 103831080A公開一種用于回收廢水中重金屬離子的鎳渣吸附材料 及其制備方法。該方法以工業(yè)廢棄鎳渣和低成本分析純試劑氫氧化鋁為主要原料，經(jīng)原料 預(yù)處理、壓制成型、燒結(jié)和水熱處理后，制得用于廢水中重金屬離子吸附的鎳渣吸附材料。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)在處理含重金屬離子污水應(yīng)用的不足，提供一 種無機(jī)粉體材料的制備方法與應(yīng)用。
[0007] 所述無機(jī)粉體材料的制備方法如下：
[0008] 將氧化物或/和氧化物前驅(qū)體進(jìn)行第一次研磨后焙燒、水洗、干燥，干燥之后進(jìn)行 第二次研磨即得所述無機(jī)粉體材料。
[0009] 所述氧化物可選自CaO、MgO、Si02、Fe30 4、Fe203、Al2O3等中的至少3種，優(yōu)選CaO、 3102、？6203和41 203的混合物，030、5102、？620 3、六1203的質(zhì)量比可為13:5:1:1.5;
[0010] 所述氧化物前驅(qū)體可選自 Ca (OH) 2、CaC03、MgC03、Mg (OH) 2、Fe (OH) 3、Al (OH) 3等中 的至少3種。
[0011] 所述氧化物、氧化物前驅(qū)體、氧化物與氧化物前驅(qū)體混合物中各組分的質(zhì)量比，按 氧化物計(jì)為 55%~70% Ca0、10%~30% Si02、0 ~10% Fe203、2%~10% A1203、0 ~5% MgO0
[0012] 所述第一次研磨時(shí)間至少lmin，優(yōu)選10~20min。
[0013] 所述焙燒溫度在100°C以上，優(yōu)選800~1500°C，所述焙燒時(shí)間至少lOmin，優(yōu)選 20min〇
[0014] 所述洗滌可采用水洗，洗滌次數(shù)至少1次。
[0015] 所述干燥可采用自然晾干或加熱干燥中的一種。
[0016] 所述第二次研磨時(shí)間至少lmin，優(yōu)選10~20min。
[0017] 所述無機(jī)粉體材料可在處理工業(yè)重金屬污水中應(yīng)用，所述工業(yè)重金屬污水可為pH 大于3的工業(yè)重金屬污水，所述工業(yè)重金屬污水中的重金屬離子可為Cu 2+、Ni' Cr' Fe' Hg2+等中的至少一種。
[0018] 本發(fā)明具有以下突出的優(yōu)點(diǎn)：
[0019] (1)所制得無機(jī)粉體材料具有高比表面積和較大表面負(fù)電荷，能夠?qū)λw中的重 金屬離子進(jìn)行高效、快速的吸附。（2)所得無機(jī)粉體材料還能對水體中有機(jī)物、磷酸根、氨氮 等其他污染物有一定去除能力，并對酸性廢水有一定的緩沖能力。（3)與現(xiàn)有的無機(jī)粉體 材料相比（如類水滑石結(jié)構(gòu)材料在處理某些含重金屬離子廢水時(shí)可能會交出換大量鈣和 鋁離子，從而導(dǎo)致水體中鈣鋁離子含量超標(biāo)），所得無機(jī)粉體吸附材料在處理重金屬離子廢 水時(shí)不會發(fā)生離子交換現(xiàn)象，處理后的廢水中鈣鋁離子含量均能達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。（4)所得 無機(jī)粉體材料對重金屬離子的吸附能力高，并具有處理操作簡單和固體廢渣少等優(yōu)點(diǎn)。（5) 本發(fā)明可操作性強(qiáng)，成本低廉，反應(yīng)裝置簡單，后處理?xiàng)l件溫和，制備過程清潔無污染，反應(yīng) 效率高，具有良好的工業(yè)應(yīng)用前景。
【附圖說明】
[0020] 圖1是本發(fā)明實(shí)施例1所得無機(jī)粉體材料的掃描電鏡圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021] 下面通過實(shí)施例結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0022] 實(shí)施例1
[0023] 在容器中，將 3g CaC03、0. 5g Si02、0. 12g Fe2O3和 0? 16g Al 203研磨 IOmin 后得到 混合物；將所得混合物放置于馬弗爐中升溫至1000 °C焙燒10min，待冷卻后用自來水對焙 燒產(chǎn)物洗滌3次，洗滌后的焙燒產(chǎn)物經(jīng)自然晾干后研磨IOmin即得本發(fā)明所述無機(jī)粉體材 料，其掃描電鏡圖如圖1所示。
[0024] 實(shí)施例2
[0025] 在容器中，將2. 5g CaO、Ig SiOjP 0. 3g Al 203研磨IOmin后得到混合物；將所得 混合物放置于馬弗爐中升溫至l〇〇〇°C焙燒10min，待冷卻后用自來水對焙燒產(chǎn)物洗滌1次， 洗滌后的焙燒產(chǎn)物經(jīng)自然晾干后研磨IOmin即得本發(fā)明所述無機(jī)粉體材料。
[0026] 實(shí)施例3
[0027] 在容器中，將 3g CaCO3U. 2g Si02、0. 2g Fe3O4和 0? 3g Al 203研磨 IOmin 后得到混 合物；將所得混合物放置于馬弗爐中升溫至900°C焙燒lOmin，待冷卻后用自來水對焙燒產(chǎn) 物洗滌1次，