申請日2016.05.19

　　公開(公告)日2016.07.20

　　IPC分類號B01J20/18; B01J20/30; C02F1/28

　　摘要

　　本發(fā)明公開了一種改性沸石的制備方法及其在處理含砷廢水中的應用。改性沸石的制備方法是：將天然沸石在鹽酸溶液中浸泡處理后，置于容器內，向所述容器內同時加入氯化鐵溶液和氫氧化鈉溶液，混合、反應，即得比表面積大，且對砷吸附能力強、容量大的改性沸石，將其用于處理含砷廢水，對砷選擇性去除效率高，大大降低了含砷廢水的處理成本。

　　權利要求書

　　1.一種改性沸石的制備方法，其特征在于：將天然沸石在鹽酸溶液中浸泡處理后，置于容器內，向所述容器內同時加入氯化鐵溶液和氫氧化鈉溶液，混合、反應，即得。

　　2.根據權利要求1所述的改性沸石的制備方法，其特征在于：所述的反應在溫度為40℃～100℃的條件下進行。

　　3.根據權利要求2所述的改性沸石的制備方法，其特征在于：反應時間為不小于6h。

　　4.根據權利要求1所述的改性沸石的制備方法，其特征在于：

　　浸泡處理后的天然沸石與氯化鐵溶液和氫氧化鈉溶液總固液比為1:(20～50)g/mL;

　　所述氯化鐵溶液的濃度為2～3mol/L;

　　所述氫氧化鈉溶液的濃度為4～6mol/L;

　　所述氯化鐵溶液和所述氫氧化鈉溶液的體積比為1:1。

　　5.根據權利要求4所述的改性沸石的制備方法，其特征在于：浸泡處理后的天然沸石與氯化鐵溶液和氫氧化鈉溶液總固液比為1:(40～50)g/mL。

　　6.根據權利要求1所述的改性沸石的制備方法，其特征在于：所述的鹽酸溶液濃度為3～6mol/L。

　　7.根據權利要求1或6所述的改性沸石的制備方法，其特征在于：所述天然沸石在所述鹽酸溶液中浸泡處理的時間為4～6h。

　　8.根據權利要1或6所述的改性沸石的制備方法，其特征在于：浸泡處理后的天然沸石用水反復洗滌至洗滌液呈中性后，置于105～130℃溫度下，干燥8～16h。

　　9.根據權利要求1所述的改性沸石的制備方法，其特征在于：反應完成后，反應所得固體產物經水反復洗滌至洗滌液中無游離鐵離子后，置于105～130℃溫度下，干燥8～16h。

　　10.根據權利要求1～6、9任一項所述的制備方法所得改性沸石的應用，其特征在于：應用于選擇性吸附去除含砷廢水中砷。

　　說明書

　　一種改性沸石的制備方法及其在含砷廢水處理中的應用

　　技術領域

　　本發(fā)明涉及一種天然沸石的改性方法，具體涉及一種具有選擇性吸附砷的改性沸石的制備方法及其在處理含砷廢水中的應用方法，屬于水處理領域。

　　背景技術

　　砷是一種有毒元素，在地殼中主要以低毒的鈣、鐵、錳、鋁等難溶砷酸鹽以及雄黃、雌黃、毒砂等硫化物的形式穩(wěn)定存在于巖層和土壤中。人類在礦產資源開發(fā)利用過程中，砷的自然穩(wěn)定形態(tài)遭到破壞而釋放出高毒的水溶性砷，尤其是有色金屬冶煉過程中產生的高濃度含砷廢水，已經成為釋放高毒砷的主要途徑之一。最近，在我國湖南、廣西、貴州、云南等有色冶煉產業(yè)密集地區(qū)發(fā)生了多起區(qū)域性砷中毒事件，砷污染已經成為社會廣泛關注的敏感問題。因此，尋找一種除砷徹底，操作簡單，成本低廉的生活和飲用水的除砷方法，對含砷廢水處理和飲水凈化有著現實意義，而吸附法是一種較為成熟且簡單易行的廢水處理技術，特別適用于量大而濃度較低的水處理體系。

　　在常用的幾種除砷方法中，吸附法因為工藝簡單，經濟實惠，技術成熟而廣泛應用于處理含砷濃度較低的水體系。該方法運用具有較大比表面積的不溶性固體材料作為吸附載體，通過物理吸附、化學吸附或離子交換等機制將水中的砷污染物固定在吸附劑表面，從而達到除砷的目的。相對于混凝沉淀法，吸附法在除去水中污染物的同時不會引入新的污染物，因而適用于飲用水處理領域。

　　天然沸石具有性質穩(wěn)定，比表面積大，具有良好的吸附選擇性和離子交換性，價格低廉等優(yōu)點，廣泛應用于污水處理技術中。目前，有利用天然沸石除砷的相關報道，天然沸石對砷具有吸附作用，也有部分離子交換作用。天然沸石對于As(V)的去除主要是依靠吸附作用，而對As(III)的去除主要是通過沸石與亞砷酸根離子發(fā)生絡合形成絡合物。但是天然沸石的除砷能力較差，主要是天然沸石內部空隙多含其他雜質，在吸附處理污水過程中容易形成堵塞，影響除砷效果。且天然沸石吸附廢水中砷的過程多為靜態(tài)吸附，易受溫度，pH等理化性質的影響，使得除砷周期長。

　　發(fā)明內容

　　針對現有技術中存在的上述技術問題，本發(fā)明的目的是在于提供一種比表面積大，且對砷的吸附容量大及選擇性吸附能力強的改性沸石的制備方法，該方法操作簡單、低成本，可以大規(guī)模生產。

　　本發(fā)明的另一個目的是在于提供所述改性沸石在含砷廢水處理過程中應用，改性沸石具有除砷效率高，選擇性強的優(yōu)點，大大降低含砷廢水處理成本。

　　為了實現上述技術目的，本發(fā)明提供了一種改性沸石的制備方法，該方法是將天然沸石在鹽酸溶液中浸泡處理后，置于容器內，向所述容器內同時加入氯化鐵溶液和氫氧化鈉溶液，混合、反應，即得。

　　優(yōu)選的方案，反應在溫度為40℃～100℃的條件下進行;較優(yōu)的反應溫度為60℃～90℃，最優(yōu)選為80℃。

　　較優(yōu)選的方案，反應時間不小于6h，進一步優(yōu)選為6h～8h，

　　優(yōu)選的方案，浸泡處理后的天然沸石與氯化鐵溶液和氫氧化鈉溶液總固液比為1:(20～50)g/mL;進一步優(yōu)選為1:(40～50)g/mL。

　　優(yōu)選的方案，所述氯化鐵溶液的濃度為2～3mol/L。

　　優(yōu)選的方案，所述氫氧化鈉溶液的濃度為4～6mol/L。

　　優(yōu)選的方案，所述氯化鐵溶液和所述氫氧化鈉溶液的體積比為1:1。

　　優(yōu)選的方案，鹽酸溶液濃度為3～6mol/L。

　　較優(yōu)選的方案，所述天然沸石在鹽酸溶液中浸泡處理的時間為4～6h。

　　優(yōu)選的方案，浸泡處理后的天然沸石用水反復洗滌至洗滌液呈現中性后，置于105～130℃溫度下，干燥8～16h。

　　優(yōu)選的方案，反應完成后，反應所得固體產物經水反復洗滌至洗滌液中無游離鐵離子后，置于105～130℃溫度下，干燥8～16h。

　　本發(fā)明還提供了所述的制備方法所得改性沸石的應用，該改性沸石應用于選擇性吸附去除含砷廢水中砷。

　　本發(fā)明的技術方案對天然沸石的改性是采用鹽酸處理結合三氯化鐵-氫氧化鈉處理。天然沸石首先采用鹽酸浸泡處理，一方面，能夠將沸石孔道中的雜質有效去除，使疏通空隙，增加通道，提高比表面積，另一方面使沸石內部活化，增加活性位點，有利于后續(xù)的改性。再將鹽酸處理后的沸石用氯化鐵溶液和氫氧化鈉溶液接觸反應，氯化鐵可以進入沸石孔道內部，并且可以在孔道內部與氫氧化鈉反應生成弱堿性的氫氧化鐵，氫氧化鐵原位沉積在沸石孔道內表面，充分利用氫氧化鐵對砷的特殊吸附作用來改善對砷的選擇吸附性能。

　　相對現有技術，本發(fā)明的技術方案帶來的有益技術效果。

　　1、本發(fā)明的改性沸石的制備方法簡單易行、節(jié)約環(huán)保，且制備的改性沸石相對天然沸石，比表面增大，提高吸附容量，且增加了對砷的化學吸附功能，選擇性吸附砷的能力提高。

　　2、本發(fā)明制備的改性沸石用于處理含砷廢水，對砷的選擇性吸附效率得到明顯提升，大大降低了對含砷廢水的處理成本，具有良好的應用前景。