一種富集尾礦廢水中銠離子的白堊粉復合材料的制備方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于復合材料技術領域，具體涉及一種富集尾礦廢水中銠離子的白堊粉復合材料的制備方法。
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【背景技術】
[0003]離子型稀土礦的浸出液的化學組成復雜，有如下特性:①濃度非常低，浸出液的稀土濃度一般為0.5?2 g/L，對于稀土礦山的浸出尾液，濃度更低，沉淀成本高從而未回收利用，而進行萃取分離作業(yè)的濃度需要達到250 g/L，給后續(xù)稀土的回收帶來諸多問題，且不利于提尚稀土的回收率;②雜質招、鐵和娃等的含量尚，用草酸沉淀，生成可溶的配合物Re[A1 (C204)3]等，增大草酸的耗量，稀土收率大大降低，若用NH4HC03沉淀，雜質會生成共沉物，影響稀土產品的純度;③日處理量大，浸出的溶液體積很大，通常都要建多個沉淀池，進行稀土除雜及沉淀，后處理作業(yè)的負荷大;④組成波動大，不同礦區(qū)的稀土礦配分不同品位也不同，而且浸取時的工藝條件和操作環(huán)境存有變化，從而浸出的稀土料液濃度不同，化學組成也各不相同，對稀土的回收不利。
[0004]白堊是一種疏松的土狀方解石或石灰石，主要化學成分是CaC03，主要礦物成分是生物泥晶方解石，質地較純者，方解石含量可達99%以上，常含石英、長石、黏土礦物及海綠石等雜質。根據(jù)顏色和膠結程度，白堊可分為白色白堊(CaC03含量達到99)，泥灰白堊，似白堊石灰?guī)r，海綠石白堊四種。
[0005]以乙酸鈉作為對照底物，在不同銅離子質量濃度下，硫酸鹽還原菌(sulfate-reducing bacteria，簡稱SRB)以油菜稻桿為基質處理酸性礦山排水，表明當初始銅離子質量濃度分別為0、6.4、12.8、32.0,48.0 mg/1，時，反應初期各體系內的pH值從5.0迅速升高至IJ7.0?7.5，反應器中T0C質量濃度在實驗開始幾天內均先上升，并在達到峰值后迅速下降；研究表明，秸桿的吸附作用降低了銅離子對SRB的毒性作用。油菜秸桿為底物不僅可以提供緩釋碳源，而且可以作為吸附劑減弱重金屬離子對SRB的抑制作用。
[0006]本發(fā)明的創(chuàng)造性在于:(1)白堊粉復合材料是一種新型復合材料，作為環(huán)保材料功能開發(fā)潛力巨大；(2)用3-氨丙基三乙氧基硅烷將改性白堊粉固定至氨化油菜秸桿中，制備白堊粉復合材料的制備工藝未見文獻報道;(3)無論與白堊粉相比，還是油菜秸桿金屬富集材料相比，復合材料的物理形態(tài)、物質結構、金屬富集量、再生循環(huán)利用等性能均具備突出的實質性特點和顯著的進步。
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【發(fā)明內容】

[0008]本發(fā)明屬于復合材料領域，涉及一種富集尾礦廢水中銠離子的白堊粉復合材料的制備方法。本發(fā)明提出的制備方法是將改性白堊粉復合到氨化油菜秸桿的孔道中，具體工藝包括油菜秸桿洗凈、氨化、白堊粉改性以及復合材料制備等。本發(fā)明制備的白堊粉復合材料具有以下優(yōu)點:(1)用3-氨丙基三乙氧基硅烷將白堊粉固定至油菜秸桿中，既能發(fā)揮油菜秸桿密度輕、比表面積大的特性，又能利用了白堊粉對重金屬銠離子富集能力強的優(yōu)點；
(2)與白堊粉體相比，復合材料避免了白堊粉體團聚結塊、銠離子富集力降低的問題，又能避免富集銠離子的白堊粉難以回收，引發(fā)二次污染的問題；(3)與油菜秸桿相比，復合材料大幅度的提高了銠離子飽和富集量，又能避免水處理過程中油菜秸桿有機碳的溢出污染。復合材料將銘離子的富集量提升至111.7mg/g，即每克復合材料可富集111.7 mg銘離子。本發(fā)明制備的銠離子富集材料可用于尾礦含銠廢水處理，市場前景廣闊。
[0009]本發(fā)明提出的白堊粉復合材料的制備方法，其特征在于:
1)清潔油菜秸桿:將油菜秸桿漂洗、烘干；
2)油菜秸桿氨化:將清潔后的油菜秸桿置于氨化溶液中，于60°C放置100分鐘，漂洗、烘干;其中氨化溶液的配方是溶劑為去離子水，溶液中各種溶質濃度分別為:水合肼濃度3?6g/L，氨水濃度3?6g/L，1，3-丙二胺濃度3?6g/L，乙二胺濃度1?3g/L ；
3)白堊粉改性:將白堊粉置于丙烯酸/聚乙二醇4000混合水溶液中，攪拌1小時，過濾，于100°C干燥3~12小時，冷卻，用去離子水洗滌，干燥，得改性的白堊粉;其中白堊粉與丙烯酸/聚乙二醇4000混合溶液的料/液比為1/5?1/20 g/ mL;其中丙烯酸/聚乙二醇4000混合水溶液中丙烯酸的質量濃度為20?30%，聚乙二醇4000的質量濃度為0.1-0.3%;
4)復合材料制備:將3-氨丙基三乙氧基硅烷溶于乙醇中，依次加入氨化油菜秸桿及改性白堊粉，攪拌1?4小時，置于干燥箱中，于40?60°C干燥12小時，得白堊粉復合材料;其中各種物料的重量比為:氨化油菜秸桿/改性白堊粉/3-氨丙基三乙氧基硅烷/乙醇=2/1/2/5。
[0010]將白堊粉復合材料置于含銠尾礦廢水中，調節(jié)溶液pH值為5?6，于25°C富集4小時，廢水中銠離子的濃度為50?500mg/L，富集完畢，過濾，檢測復合材料中富集的銠離子量。
[0011 ]將上述富集銠離子的復合材料置于濃度為ο.2M的乙二胺四乙酸二鈉水溶液中1小時，過濾，洗凈，烘干，完成解富集工藝，得再生的白堊粉復合材料;再將上述再生復合材料置于含銠尾礦廢水中，進行銠離子富集。如此多個循環(huán)，直至復合材料的銠離子富集量小于初次富集量的85%。
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【具體實施方式】
[0013]下面通過實施例進一步描述本發(fā)明實施例1
將油菜秸桿收割，用自來水洗凈，烘干。
[0014]將水合肼、氨水、1，3_丙二胺、乙二胺溶于去離子水中，水合肼濃度為3g/L，氨水濃度為3g/L，1，3-丙二胺濃度為6g/L，乙二胺濃度為1 g/L，得氨化溶液。
[0015]將50g洗凈的油菜秸桿置于500mL氨化溶液中，于60°C放置100分鐘，漂洗、烘干，得氨化的油菜秸桿。
[0016]將丙烯酸、聚乙二醇4000溶于去離子水中，丙烯酸的質量濃度為20%，聚乙二醇4000的質量濃度為0.3%，得丙烯酸/聚乙二醇4000混合水溶液。
[0017]將100g白堊粉置于500mL丙烯酸/聚乙二醇4000混合水溶液中，攪拌1小時，過濾，于100°C干燥3小時，冷卻，用去離子水洗滌，干燥，得改性的白堊粉。
[0018]將20g3_氨丙基三乙氧基硅烷溶于50g乙醇中，依次加入20g氨化油菜秸桿及l(fā)Og改性白堊粉，攪拌1小時，置于干燥箱中，于60°C干燥12小時，得白堊粉復合材料。
[0019]將100g白堊粉復合材料置于100L含銠尾礦廢水中，調節(jié)溶液pH值為5?6，于25°C富集4小時，廢水中銠離子的濃度為50mg/L，富集完畢，過濾，檢測復合材料富集的銠離子量為41.lmg/go
[0020]將上述富集銠離子的復合材料置于濃度為0.2M的乙二胺四乙酸二鈉水溶液中1小時，過濾，洗凈，烘干，完成解富集工藝，得再生的白堊粉復合材料;再將上述再生復合材料置于含銠尾礦廢水中，進行銠離子富集。如此4個循環(huán)，復合材料的銠離子富集量小于初次富集量的85%。
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實施例2