一种铁改性高炉渣基重金属吸附剂及其制备方法和应用

本发明属于工业固体废弃物回收利用，涉及高炉渣基固废的回收利用，具体涉及一种铁改性高炉渣基吸附剂及其制备方法和应用。

背景技术：

1、在工业化和城市化的过程中，矿产资源的开采不断加剧，但也带来了重金属污染的问题。包括pb、cd、cu、as及其化合物等重金属污染物的去除，已成为亟待解决的难题。吸附法和稳定化是治理重金属污染废水重金属和土壤中重金属的常用方法，其效果与修复剂的特性密不可分，优异的修复剂具备成本低、绿色高效等优点。

2、高炉渣是炼钢过程中产生的废弃物，每生产一吨钢，就会产生100至150千克高炉钢渣，我国的钢渣累计堆存量超过10亿吨。但钢渣的综合利用一直是环境领域的研究热点。据统计，我国钢渣的利用率仅为29.5％。目前，高炉渣已经被利用制备光催化材料、污染修复材料、重金属吸附材料和建筑材料等。在实际使用过程中，高炉渣的比表面积有限，吸附容量低，在废水中复合重金属污染去除时，容易受重金属离子竞争的影响，重金属结合能力弱等缺陷，废水处理过程中产泥量大，后续处理成本高。

3、此外，目前多数重金属吸附剂制备方法，多针对单一的重金属去除进行改性，也都经过球磨或酸处理等方式，易产生噪音污染，腐蚀设备。

4、因此，开发简单高效的高炉渣改性技术，实现重金属的高效吸附，成为高炉渣再利用亟待解决的问题。

技术实现思路

1、为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种铁改性高炉渣基重金属吸附剂的制备方法。

2、本发明的另一目的在于提供上述铁改性高炉渣基重金属吸附剂的制备方法制备的铁改性高炉渣基重金属吸附剂。

3、本发明的第三个目的在于提供上述铁改性高炉渣基重金属吸附剂的应用。

4、为了实现上述目的，本发明提供一种铁改性高炉渣基重金属吸附剂的制备方法，包括如下步骤：

5、1)预处理：将高炉渣干燥后，碾碎、过筛200目，得到预处理后的高炉渣；

6、2)超声处理：将步骤1)预处理后的高炉渣分别加入feso4溶液和feno3溶液，超声分散均匀，得到混合悬浊液；

7、3)共沉淀处理：将naoh溶液加入到混合悬浊液中调节ph，置于恒温磁力搅拌器，进行搅拌反应，反应结束后冷却至室温，进行干燥，得到铁改性高炉渣基重金属吸附剂。

8、更进一步地，步骤1)所述高炉渣的成分以质量百分比计：cao为46.78％，sio2为23.85％，al2o3为12.01％，tio2为7.18％，mgo为4.97％，so3为1.93％，na2o为1.107％，fe2o3为0.91％，其余为杂质。

9、更进一步地，所述步骤2)中，高炉渣的质量为1～3kg，feso4溶液的浓度为5～15mol/l，feno3溶液浓度为10～30mol/l，每千克高炉渣加入feso4溶液5l，feno3溶液5l。

10、更进一步地，所述步骤3)中，naoh溶液浓度为4～8mol/l，调整后混合悬浊液ph为10±0.5，搅拌反应温度为50～70℃，搅拌反应时间为60～180min。

11、更进一步地，所述步骤3)中干燥为在60℃的烘箱中干燥，干燥时间为24h。

12、本发明还提供上述铁改性高炉渣基重金属吸附剂的制备方法制备的铁改性高炉渣基重金属吸附剂。

13、本发明还提供上述的铁改性高炉渣基重金属吸附剂在吸附水体或土壤中的pb、cd、zn、cu中的应用。

14、本发明的有益效果在于：

15、本发明提供一种改性高炉渣基固废制备的重金属吸附剂及其制备方法和应用。该制备方法通过超声处理和铁改性的方法，得到了一种高效的铁改性高炉渣基重金属吸附剂，不仅能同时去除废水中的pb、cd、zn、cu，此外也有效的降低了土壤中pb、cd、zn的浸出，成本低廉。本发明提供的重金属吸附剂实现了以废治废，低成本、绿色、高效的污染防治效果。

技术特征：

1.一种铁改性高炉渣基重金属吸附剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.如权利要求1所述的铁改性高炉渣基重金属吸附剂的制备方法，其特征在于，步骤1)所述高炉渣的成分以质量百分比计：cao为46.78％，sio2为23.85％，al2o3为12.01％，tio2为7.18％，mgo为4.97％，so3为1.93％，na2o为1.107％，fe2o3为0.91％，其余为杂质。

3.如权利要求1所述的铁改性高炉渣基重金属吸附剂的制备方法，其特征在于，所述步骤2)中，高炉渣的质量为1～3kg，feso4溶液的浓度为5～15mol/l，feno3溶液浓度为10～30mol/l，每千克高炉渣加入feso4溶液5l，feno3溶液5l。

4.如权利要求1所述的铁改性高炉渣基重金属吸附剂的制备方法，其特征在于，所述步骤3)中，naoh溶液浓度为4～8mol/l，调整后混合悬浊液ph为10±0.5，搅拌反应温度为50～70℃，搅拌反应时间为60～180min。

5.如权利要求2所述的重金属吸附剂的制备方法，其特征在于，所述步骤3)中干燥为在60℃的烘箱中干燥，干燥时间为24h。

6.如权利要求1至5任一项所述的铁改性高炉渣基重金属吸附剂的制备方法制备的铁改性高炉渣基重金属吸附剂。

7.如权利要求6所述的铁改性高炉渣基重金属吸附剂在吸附水体或土壤中的pb、cd、zn、cu中的应用。

技术总结
本发明提供一种铁改性高炉渣基重金属吸附剂及其制备方法和应用。该铁改性高炉渣基重金属吸附剂的制备方法为：1)预处理；2)超声处理；3)共沉淀处理。制备得到的铁改性高炉渣基重金属吸附剂可以吸附水体或土壤中的Pb、Cd、Zn、Cu，实现了以废治废，低成本、绿色、高效的污染防治效果。

技术研发人员：吕莹,唐垂云,刘兴宇
受保护的技术使用者：中国地质大学（北京）
技术研发日：
技术公布日：2024/10/21