[0001]
本发明属于环境保护技术领域，具体涉及一种应用于含锑废水处理的改性膨润土的制备方法。
背景技术：
[0002]
锑是一种带有银色光泽的类金属，在地壳中的丰度为0.2～0.5mg/kg。尽管这种元素并不丰富，但是它依然在超过一百种矿物中存在。锑的毒性取决于环境的氧化程度、化合物的溶解度以及锑与配合物的相互作用。三价的锑毒性是五价锑毒性的10倍，无机态锑的毒性大于有机态锑，水溶性锑化合物的毒性较难溶性化合物毒性强，锑元素粉尘的毒性比其他含锑化合物毒性强。锑是植物非必需元素，但能够被植物体及农作物吸收。锑及化合物可以通过呼吸道、消化道或皮肤等途径进入人体，与人体内巯基结合，干扰体内酶活性或破坏细胞内离子平衡使细胞缺氧而引起人体的代谢紊乱，主要表现为锑性皮炎、锑尘肺、肝脏、肾脏及心肌损害。急性锑中毒可以造成皮肤黏膜、心脏、肝脏、肺及神经系统等多个组织器官的损害，在临床上表现为呕吐、腹痛腹泻、血尿、肝肿大、痉挛及心率紊乱等症状，慢性锑中毒可出现头痛、兴奋、失眠、眩晕、肢体酸痛、贫血、消瘦等症状。
[0003]
关于水中去除锑的研究已经有很多，常规的处理方法主要有混凝沉淀、离子交换、膜分离、化学修复、生物修复和电化学等。吸附法是一种成本低、效率高、不易造成二次污染的水处理方法。文献xi j h,he m c,lin c y.adsorption of antimony(iii)and antimony(v)on bentonite:kinetics,thermodynamics and anion competition[j].microchemical journal,2011,97(1):86-91.使用了膨润土对锑的吸附的研究，表现出优异的锑离子吸附能力，但是膨润土吸附锑存在一定缺陷，锑的浓度较低时硅藻土对锑表现出优异的吸附能力，但当锑浓度较高时，其吸附性能较差。
技术实现要素：
[0004]
针对膨润土在锑离子浓度高于50mg/l时，其吸附性能变差，限制了其应用范围的缺陷，本发明的目的是提供一种应用于含锑废水处理的改性膨润土的制备方法，其制备方法包括以下步骤：
[0005]
s1：将膨润土、海藻酸钠和β-环糊精混合均匀，然后放置在管式炉当中，在空气氛围下，500～700℃进行煅烧3～6h，自然冷却，取出。
[0006]
s2：将步骤s1中的膨润土加入到装有去离子水的烧杯中，然后加入聚丙烯酰胺、聚合硫酸铁、十八烷基三甲基溴化铵，在70～95℃下搅拌反应15～26h，冷却，过滤，在60℃下烘干，得到改性膨润土。
[0007]
作为优选方案，上述步骤s1中所述的膨润土、海藻酸钠和β-环糊精的重量比为1:0.02～0.08:0.03～0.14。
[0008]
作为优选方案，上述步骤s1中煅烧温度为500～600℃。
[0009]
作为优选方案，上述步骤s2中膨润土、聚丙烯酰胺、聚合硫酸铁和十八烷基三甲基
溴化铵的重量比为1:0.2～0.5:0.3～0.6:1.2～1.6。
[0010]
本发明具有如下有益效果：
[0011]
(1)传统吸附材料，在水环境中的悬浮、沉降性能不稳定，在吸附过程中需要进行搅拌增加悬浮性、在固液分离过程中往往需要离心过滤等辅助手段，耗费时间较长，而本发明所采用的改性膨润土，由于表面有多种组分的核羟基络合物，不使用搅拌等辅助手段即能够很好的悬浮分散在水溶液中，sb
3+
或sb
5+
与改性膨润土充分接触，便于吸附水溶液中的sb
3+
或sb
5+
，能较快的达到吸附平衡，以便更快的去除水体中的锑。
[0012]
(2)本发明所制备的改性膨润土在煅烧过程中除去膨润土部分杂质，其中添加海藻酸钠和β-环糊精在煅烧过程中造孔，提高膨润土的比表面积，而且其中所使用的位置都是环境友好型的，不会造成环境的二次污染。
[0013]
(3)本发明所制备的改性膨润土吸附水环境中sb
3+
或sb
5+
，显著提高了锑去除效率，降低了去除成本，且使用的材料无毒无害、环境友好。
具体实施方式
[0014]
下面对本发明实施例作具体详细的说明，本实施例在本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
[0015]
实施例1
[0016]
s1：将重量比为1:0.02:0.03的膨润土、海藻酸钠和β-环糊精混合均匀，然后放置在管式炉当中，在空气氛围下，500℃进行煅烧3h，自然冷却，取出。
[0017]
s2：将步骤s1中的膨润土加入到装有去离子水的烧杯中，然后加入聚丙烯酰胺、聚合硫酸铁、十八烷基三甲基溴化铵，在70℃下搅拌反应15h，其中膨润土、聚丙烯酰胺、聚合硫酸铁和十八烷基三甲基溴化铵的重量比为1:0.2:0.3:1.2，冷却，过滤，在60℃下烘干，得到改性膨润土。
[0018]
实施例2
[0019]
s1：将重量比为1:0.08:0.14的膨润土、海藻酸钠和β-环糊精混合均匀，然后放置在管式炉当中，在空气氛围下，700℃进行煅烧6h，自然冷却，取出。
[0020]
s2：将步骤s1中的膨润土加入到装有去离子水的烧杯中，然后加入聚丙烯酰胺、聚合硫酸铁、十八烷基三甲基溴化铵，在95℃下搅拌反应26h，其中膨润土、聚丙烯酰胺、聚合硫酸铁和十八烷基三甲基溴化铵的重量比为1:0.5:0.6:1.6，冷却，过滤，在60℃下烘干，得到改性膨润土。
[0021]
实施例3
[0022]
s1：将重量比为1:0.05:0.08的膨润土、海藻酸钠和β-环糊精混合均匀，然后放置在管式炉当中，在空气氛围下，600℃进行煅烧4h，自然冷却，取出。
[0023]
s2：将步骤s1中的膨润土加入到装有去离子水的烧杯中，然后加入聚丙烯酰胺、聚合硫酸铁、十八烷基三甲基溴化铵，在80℃下搅拌反应20h，其中膨润土、聚丙烯酰胺、聚合硫酸铁和十八烷基三甲基溴化铵的重量比为1:0.3:0.4:1.4，冷却，过滤，在60℃下烘干，得到改性膨润土。
[0024]
实施例4
[0025]
s1：将重量比为1:0.06:0.12的膨润土、海藻酸钠和β-环糊精混合均匀，然后放置在管式炉当中，在空气氛围下，650℃进行煅烧5h，自然冷却，取出。
[0026]
s2：将步骤s1中的膨润土加入到装有去离子水的烧杯中，然后加入聚丙烯酰胺、聚合硫酸铁、十八烷基三甲基溴化铵，在90℃下搅拌反应24h，其中膨润土、聚丙烯酰胺、聚合硫酸铁和十八烷基三甲基溴化铵的重量比为1:0.4:0.5:1.5，冷却，过滤，在60℃下烘干，得到改性膨润土。
[0027]
性能测试：将实施例1～4所制备的改性硅藻土和膨润土所制备的硅藻土加入到100ml 10mg/l sb
3+
或sb
5+
的溶液中，吸附60min，其测试结果如下表1：
[0028]
表1.对锑的吸附量(10mg/l)
[0029] 实施例1实施例2实施例3实施例4膨润土吸附量(mg/g)36.637.837.136.932.1
[0030]
将实施例1～4所制备的改性硅藻土和膨润土所制备的硅藻土加入到100ml30mg/l sb
3+
或sb
5+
的溶液中，吸附60min，其测试结果如下表2：
[0031]
表2.对锑的吸附量(30mg/l)
[0032] 实施例1实施例2实施例3实施例4膨润土吸附量(mg/g)35.836.135.936.330.2
[0033]
将实施例1～4所制备的改性硅藻土和膨润土所制备的硅藻土加入到100ml50mg/l sb
3+
或sb
5+
的溶液中，吸附60min，其测试结果如下表3：
[0034]
表3.对锑的吸附量(50mg/l)
[0035] 实施例1实施例2实施例3实施例4膨润土吸附量(mg/g)35.135.135.334.925.4
[0036]
将实施例1～4所制备的改性硅藻土和膨润土所制备的硅藻土加入到100ml60mg/l sb
3+
或sb
5+
的溶液中，吸附60min，其测试结果如下表4：
[0037]
表4.对锑的吸附量(60mg/l)
[0038] 实施例1实施例2实施例3实施例4膨润土吸附量(mg/g)34.534.634.434.420.3
[0039]
将实施例1～4所制备的改性硅藻土和膨润土所制备的硅藻土加入到100ml80mg/l sb
3+
或sb
5+
的溶液中，吸附60min，其测试结果如下表5：
[0040]
表5.对锑的吸附量(80mg/l)
[0041] 实施例1实施例2实施例3实施例4膨润土吸附量(mg/g)33.933.633.733.817.6
[0042]
由表1～5可以得知，当锑离子浓度由10mg/l升至80mg/l时，经过改性后的膨润土对锑离子的吸附率由98％将至92％，而未经过改性的膨润土对锑离子的吸附率由97％下降至55％，说明经过本发明方法改性后的膨润土，在高锑离子浓度下，依然能够保持较优异的锑离子吸附性能。