一种赤泥基复合材料及其制备方法和应用

本发明涉及土壤修复与水处理，尤其涉及一种赤泥基复合材料及其制备方法和应用。

背景技术：

1、城镇化和工业化的巨大进步，带来了越来越多的环境污染问题。其中，土壤的重金属污染情况在近些年日趋严重。我国虽然地大物博，但人均可利用土地资源较少。因此，土壤的污染防治和保护是我国目前迫切需要解决的问题。

2、赤泥是氧化铝的碱炼过程中产生的一种碱性工业废渣，成分复杂，其主要成分为氧化铁、氧化铝、氧化钙、氧化钛、氧化钠和二氧化硅，还包含一些微量元素如钾、钡、铜、锰、锌、硫等，以及少量的稀土元素。其次，赤泥具有高的比表面积、较小的颗粒尺寸和强吸附性。基于此，科研工作者们以赤泥为基础材料开发出了多种处理重金属的吸附和钝化材料。例如，质子化的赤泥被开发用于修复铅、砷污染的土壤，其种植的油菜中的铅、砷的累积浓度得到了显著降低，阻断pb、as向原生植物的扩散。此外，用价格低廉的废酒糟和赤泥通过水热处理制备得到的磁性碳氢化物材料，不仅对水中的pb2+有高吸附吸附作用，而且具有较高的可重复使用性和良好的适应性。因此，以赤泥为基础材料制备土壤修复与水处理材料不仅能够实现土壤的原位修复，同时又实现了赤泥的回收利用，在污染场地土壤和地下水修复中有着良好的应用前景。

技术实现思路

1、针对上述背景技术，本发明提供一种赤泥基复合材料及其制备方法和应用。

2、本发明采取的技术方案为：

3、一方面，本发明提供一种赤泥基复合材料的制备方法，包括以下步骤：

4、将赤泥与荷花叶粉末或将赤泥与改性荷花叶粉末混合均匀后，煅烧即得到所述赤泥基复合材料；其中，所述改性荷花叶粉末为经由磷酸盐改性的荷花叶粉末。

5、作为优选地实施方式，所述煅烧的温度为600～800℃，进一步优选为600℃；

6、优选地，所述煅烧的时间为2～4h，进一步优选为3h；

7、优选地，所述煅烧的升温速率为5～10℃/min；

8、优选地，所述煅烧为无氧煅烧。

9、作为优选地实施方式，所述赤泥与荷花叶粉末的质量比为0.5～1.5：1，进一步优选为1：1；

10、优选地，所述赤泥与改性荷花叶粉末的质量比为0.5～1.5：1。

11、作为优选地实施方式，所述改性荷花叶粉末的制备方法包括以下步骤：将荷花叶粉末和磷酸盐分散于溶剂中，搅拌反应后即得到所述改性荷花叶粉末；

12、优选地，所述磷酸盐选自磷酸氢二钾、磷酸二氢钾和羟基磷灰石中的至少一种，进一步优选为磷酸二氢钾；

13、优选地，所述磷酸盐的质量为荷花叶粉末质量的10％～20％，进一步优选为15％；

14、优选地，还包括烘干、研磨、过筛的后处理操作；

15、优选地，所述烘干的温度为60～80℃，进一步优选为70℃。

16、作为优选地实施方式，所述赤泥为经过预处理的赤泥；所述预处理为风干、破碎、过筛和烘干；

17、优选地，所述烘干为60～80℃干燥32～48h。

18、作为优选地实施方式，所述荷花叶粉末的制备过程包括将荷花叶清洗干净、烘干、破碎和过筛的步骤；

19、优选地，所述烘干的温度为80～100℃。

20、又一方面，本发明提供上述制备方法得到的赤泥基复合材料。

21、又一方面，本发明提供上述赤泥基复合材料在土壤重金属污染修复或重金属污水处理中的应用；

22、优选地，所述土壤重金属污染修复的应用包括钝化土壤中重金属离子；

23、优选地，所述重金属离子为pb2+。

24、上述技术方案具有如下优点或者有益效果：本发明提供的赤泥基复合材料，对水中的重金属具有良好的吸附效果，对土壤中的铅具有良好的钝化效果。本发明提供的赤泥基复合材料以荷花叶粉末/改性荷花叶粉末与赤泥混合制备得到，其相对于单一的赤泥材料，对重金属污染的水体和土壤的修复效果更好。荷花叶粉末经过磷酸盐改性后负载在荷花叶粉末的表面，能够与重金属离子生成沉淀物，从而增强去除效果。此外，磷酸盐还可以增加材料的孔隙，更有利于吸附作用。

25、本发明提供的赤泥基复合材料以危险废物赤泥为基础材料，实现了固废的资源化处理和合理利用，符合环保理念。此外，本发明采用的原料价格低廉，具有良好的工业前景。

技术特征：

1.一种赤泥基复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述煅烧的温度为600～800℃，进一步优选为600℃；

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述赤泥与荷花叶粉末的质量比为0.5～1.5：1，进一步优选为1：1；

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述改性荷花叶粉末的制备方法包括以下步骤：将荷花叶粉末和磷酸盐分散于溶剂中，搅拌反应后即得到所述改性荷花叶粉末；

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述改性荷花叶粉末的制备方法还包括烘干、研磨、过筛的后处理操作；

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述赤泥为经过预处理的赤泥；所述预处理为风干、破碎、过筛和烘干；

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述荷花叶粉末的制备过程包括将荷花叶清洗干净、烘干、破碎和过筛的步骤；

8.权利要求1-7任一所述制备方法得到的赤泥基复合材料。

9.权利要求8所述的赤泥基复合材料在土壤重金属污染修复或重金属污水处理中的应用。

10.根据权利要求9所述的应用，所述土壤重金属污染修复的应用包括钝化土壤中重金属离子；

技术总结
本发明公开了一种赤泥基复合材料及其制备方法和应用。该制备方法包括以下步骤：将赤泥与荷花叶粉末或将赤泥与改性荷花叶粉末混合均匀后，煅烧即得到赤泥基复合材料；其中，改性荷花叶粉末为经由磷酸盐改性的荷花叶粉末。本发明提供的赤泥基复合材料以荷花叶粉末/改性荷花叶粉末与赤泥混合制备得到，相对于单一的赤泥材料，对重金属污染的水体和土壤的修复效果更好。本发明提供的赤泥基复合材料以危险废物赤泥为基础材料，实现了固废的资源化处理和合理利用，符合环保理念。此外，本发明采用的原料价格低廉，具有良好的工业前景。

技术研发人员：金文楼,万玉山
受保护的技术使用者：常州大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15