申請(qǐng)日2015.09.30

　　公開(公告)日2015.12.23

　　IPC分類號(hào)B01J20/26; C02F1/28; B01J20/30

　　摘要

　　本發(fā)明屬于復(fù)合材料領(lǐng)域，涉及一種富集尾礦廢水中銥離子的香蒲石膏粉復(fù)合材料的制備方法。本發(fā)明提出的制備方法是將改性石膏粉復(fù)合到氨化香蒲的孔道中，具體工藝包括香蒲洗凈、氨化、石膏粉改性以及復(fù)合材料制備等。本發(fā)明制備的香蒲石膏粉復(fù)合材料具有以下優(yōu)點(diǎn)：(1)用聚醋酸乙烯酯將石膏粉固定至香蒲中，既能發(fā)揮香蒲密度輕、比表面積大的特性，又能利用了石膏粉對(duì)稀土銥離子富集能力強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn);(2)與石膏粉體相比，復(fù)合材料避免了石膏粉結(jié)塊、銥離子富集力降低的問題，又能避免富集銥離子的石膏粉難以回收，引發(fā)二次污染的問題;(3)與香蒲相比，復(fù)合材料大幅度的提高了銥離子飽和富集量，又能避免水處理過程中香蒲有機(jī)碳的溢出污染。本發(fā)明制備的復(fù)合材料將銥離子的富集量提升至142.8mg/g，可用于尾礦含銥廢水處理，市場(chǎng)前景廣闊。

　　權(quán)利要求書

　　1.一種富集尾礦廢水中銥離子的香蒲石膏粉復(fù)合材料的制備方法，其特征在于：

　　1)清潔香蒲：將香蒲漂洗、烘干;

　　2)香蒲氨化：將清潔后的香蒲置于氨化溶液中，于60℃放置3小時(shí)，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(zhì)濃度分別為：磷酸氫鈉濃度3~6g/L，碳酸氫銨濃度3~6g/L，1,3-丙二胺濃度3~6g/L，氨水濃度1~3g/L;

　　3)石膏粉改性：將石膏粉置于十六烷基苯磺酸/四甲基硫酸氫銨混合水溶液中，攪拌1小時(shí)，過濾，于100℃干燥3~12小時(shí)，冷卻，用去離子水洗滌，干燥，得改性的石膏粉;其中石膏粉與十六烷基苯磺酸/四甲基硫酸氫銨混合溶液的料/液比為1/5~1/20g/mL;其中十六烷基苯磺酸/四甲基硫酸氫銨混合水溶液中十六烷基苯磺酸的質(zhì)量濃度為20~30%，四甲基硫酸氫銨的質(zhì)量濃度為0.1~0.3%;

　　4)復(fù)合材料制備：將聚醋酸乙烯酯溶于四氫呋喃中，依次加入氨化香蒲及改性石膏粉，攪拌1~4小時(shí)，混合物置于干燥箱中，于40~60℃干燥12小時(shí)，得香蒲石膏粉復(fù)合材料;其中各種物料的重量比為：氨化香蒲/改性石膏粉/聚醋酸乙烯酯/四氫呋喃=2/1/2/5。

　　說明書

　　富集尾礦廢水中銥離子的香蒲石膏粉復(fù)合材料的制備方法

　　技術(shù)領(lǐng)域

　　本發(fā)明屬于復(fù)合材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種富集尾礦廢水中銥離子的香蒲石膏粉復(fù)合材料的制備方法。

　　背景技術(shù)

　　稀土有工業(yè)“黃金”之稱，由于其具有優(yōu)良的光電磁等物理特性，能與其他材料組成性能各異、品種繁多的新型材料，其最顯著的功能就是大幅度提高其他產(chǎn)品的質(zhì)量和性能。比如大幅度提高用于制造坦克、飛機(jī)、導(dǎo)彈的鋼材、鋁合金、鎂合金、鈦合金的戰(zhàn)術(shù)性能。而且，稀土同樣是電子、激光、核工業(yè)、超導(dǎo)等諸多高科技的潤(rùn)滑劑。用稀土制成的分子篩催化劑，具有活性高、選擇性好、抗重金屬中毒能力強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)，因而取代了硅酸鋁催化劑用于石油催化裂化過程;在合成氨生產(chǎn)過程中，用少量的硝酸稀土為助催化劑，其處理氣量比鎳鋁催化劑大1.5倍;在合成順丁橡膠和異戊橡膠過程中，采用環(huán)烷酸稀土-三異丁基鋁型催化劑，所獲得的產(chǎn)品性能優(yōu)良，具有設(shè)備掛膠少，運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定，后處理工序短等優(yōu)點(diǎn);復(fù)合稀土氧化物還可以用作內(nèi)燃機(jī)尾氣凈化催化劑，環(huán)烷酸鈰還可用作油漆催干劑等。

　　稀土發(fā)光材料的應(yīng)用會(huì)給光源帶來環(huán)保節(jié)能、色彩顯色性能好及長(zhǎng)壽命的作用，有利于推動(dòng)照明顯示領(lǐng)域產(chǎn)品的更新?lián)Q代。目前，我國(guó)稀土發(fā)光材料行業(yè)緊跟國(guó)際稀土發(fā)光材料研發(fā)和應(yīng)用的發(fā)展潮流，與下游產(chǎn)業(yè)之間建立了良好的市場(chǎng)互動(dòng)機(jī)制，成為節(jié)能照明和電子信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展過程中不可或缺的基礎(chǔ)材料。除上述領(lǐng)域外，稀土發(fā)光材料還被廣泛應(yīng)用于促進(jìn)植物生長(zhǎng)、紫外消毒、醫(yī)療保健、夜光顯示和模擬自然光的全光譜光源等特種光源和器材的生產(chǎn)，應(yīng)用領(lǐng)域不斷得到拓展。銥絡(luò)化物本身有電荷運(yùn)輸能力，有機(jī)EL材料“銥絡(luò)化物”在特殊光線的照射下，在與空氣相同的氧氣濃度約20%的環(huán)境下不會(huì)發(fā)光，而在濃度低于10%時(shí)則會(huì)發(fā)光。

　　本發(fā)明的創(chuàng)造性在于：(1)香蒲石膏粉復(fù)合材料是一種新型復(fù)合材料，作為稀土富集材料功能開發(fā)潛力巨大;(2)用聚醋酸乙烯酯將改性石膏粉固定至氨化香蒲中，制備香蒲石膏粉復(fù)合材料的制備工藝未見文獻(xiàn)報(bào)道;(3)無論與石膏粉相比，還是香蒲吸附富集材料相比，復(fù)合材料的物理形態(tài)、物質(zhì)結(jié)構(gòu)、稀土富集量、再生循環(huán)利用等性能均具備突出的實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和顯著的進(jìn)步。

　　發(fā)明內(nèi)容

　　本發(fā)明屬于復(fù)合材料領(lǐng)域，涉及一種富集尾礦廢水中銥離子的香蒲石膏粉復(fù)合材料的制備方法。本發(fā)明提出的制備方法是將改性石膏粉復(fù)合到氨化香蒲的孔道中，具體工藝包括香蒲洗凈、氨化、石膏粉改性以及復(fù)合材料制備等。本發(fā)明制備的香蒲石膏粉復(fù)合材料具有以下優(yōu)點(diǎn)：(1)用聚醋酸乙烯酯將石膏粉固定至香蒲中，既能發(fā)揮香蒲密度輕、比表面積大的特性，又能利用了石膏粉對(duì)稀土銥離子富集能力強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn);(2)與石膏粉體相比，復(fù)合材料避免了石膏粉團(tuán)聚結(jié)塊、銥離子富集力降低的問題，又能避免富集銥離子的石膏粉難以回收，引發(fā)二次污染的問題;(3)與香蒲相比，復(fù)合材料大幅度的提高了銥離子飽和富集量，又能避免水處理過程中香蒲有機(jī)碳的溢出污染。復(fù)合材料將銥離子的富集量提升至142.8mg/g，即每克復(fù)合材料可富集142.8mg銥離子。本發(fā)明制備的銥離子富集材料可用于尾礦含銥廢水處理，市場(chǎng)前景廣闊。

　　本發(fā)明提出的香蒲石膏粉復(fù)合材料的制備方法，其特征在于：

　　1)清潔香蒲：將香蒲漂洗、烘干;

　　2)香蒲氨化：將清潔后的香蒲置于氨化溶液中，于60℃放置3小時(shí)，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(zhì)濃度分別為：磷酸氫鈉濃度3~6g/L，碳酸氫銨濃度3~6g/L，1,3-丙二胺濃度3~6g/L，氨水濃度1~3g/L;

　　3)石膏粉改性：將石膏粉置于十六烷基苯磺酸/四甲基硫酸氫銨混合水溶液中，攪拌1小時(shí)，過濾，于100℃干燥3~12小時(shí)，冷卻，用去離子水洗滌，干燥，得改性的石膏粉;其中石膏粉與十六烷基苯磺酸/四甲基硫酸氫銨混合溶液的料/液比為1/5~1/20g/mL;其中十六烷基苯磺酸/四甲基硫酸氫銨混合水溶液中十六烷基苯磺酸的質(zhì)量濃度為20~30%，四甲基硫酸氫銨的質(zhì)量濃度為0.1~0.3%;

　　4)復(fù)合材料制備：將聚醋酸乙烯酯溶于四氫呋喃中，依次加入氨化香蒲及改性石膏粉，攪拌1~4小時(shí)，置于干燥箱中，于40~60℃干燥12小時(shí)，得香蒲石膏粉復(fù)合材料;其中各種物料的重量比為：氨化香蒲/改性石膏粉/聚醋酸乙烯酯/四氫呋喃=2/1/2/5。

　　將香蒲石膏粉復(fù)合材料置于含銥尾礦廢水中，調(diào)節(jié)溶液pH值為5~6，于25℃富集4小時(shí)，廢水中銥離子的濃度為50~500mg/L，富集完畢，過濾，檢測(cè)復(fù)合材料中富集的銥離子量。

　　將上述富集銥離子的復(fù)合材料置于濃度為0.2M的氨水四乙酸二鈉水溶液中1小時(shí)，過濾，洗凈，烘干，完成解富集工藝，得再生的香蒲石膏粉復(fù)合材料;再將上述再生復(fù)合材料置于含銥尾礦廢水中，進(jìn)行銥離子富集。如此多個(gè)循環(huán)，直至復(fù)合材料的銥離子富集量小于初次富集量的80%。