專利名稱：用于廢水中毒性金屬離子去除的碳氟磷灰石活化技術(shù)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于礦物加工工程學(xué)科領(lǐng)域。
近年來，Suzuki等人發(fā)現(xiàn)合成的羥基磷灰石能有效去除水溶液中的鉛等毒性金屬離子，其機(jī)理與晶格陽離子-毒性金屬離子之間的離子交換作用有關(guān)。我們的工作表明，該去除能力與HAP所含的類質(zhì)同象取代碳酸根的含量呈正相關(guān)。根據(jù)這一思路，發(fā)明人將天然碳氟磷灰石進(jìn)行表面活化改性后，對含鉛的水溶液進(jìn)行鉛離子去除實驗，發(fā)現(xiàn)活化之后碳氟磷灰石的毒性金屬離子去除能力明顯增大，已接近于合成的羥基磷灰石。因此，本發(fā)明的目的，在于通過一定的活化工藝處理，將原先僅用于提取磷元素的廉價天然碳氟磷灰石礦石原料，改造成可用于去除廢水中包括鉛在內(nèi)的毒性金屬離子的新型環(huán)保材料，其性能可與合成羥基磷灰石相當(dāng)，可望代替價格相對較高的現(xiàn)用材料。
具體的活化技術(shù)包括選擇適宜濃度的活化劑和適宜的固液比，用活化劑與一定粒度的天然碳氟磷灰石進(jìn)行一定時間的作用，固液分離后得到所需的離子交換材料。
實例一用1號活化劑溶液50ml，將100g左右粒度為-200目的碳氟磷灰石(含P2O5＝36.1％)作用4min.，過濾、洗滌、烘干，得到活化磷灰石。該樣品在pH＝5.0、t＝20℃，靜態(tài)作用時間2小時的條件下，對濃度為1000mg/L的含鉛溶液進(jìn)行處理，鉛的去除能力可達(dá)200mg/g以上。
實例二采用2號活化劑溶液50ml，與100g粒度-200目的碳氟磷灰石作用10min.，過濾、洗滌、烘干，得到的活化磷灰石在常溫常壓和pH＝5.0，靜態(tài)作用時間2小時的條件下，對濃度為5000mg/L的含鉛溶液中的Pb去除能力可達(dá)800mg/g。
本發(fā)明具有活化劑價廉，活化工藝簡單，原料價格低廉且來源廣泛，產(chǎn)品性能良好等特點。與含鉛溶液作用后的活化磷灰石經(jīng)XRD測定已大部分轉(zhuǎn)化為鉛磷灰石，它與PH＝5.0的水溶液作用16小時，溶出的Pb2+只有3.5ppm，故可廢棄而不致造成二次污染。
實現(xiàn)本發(fā)明的最好形式是工藝技術(shù)轉(zhuǎn)讓(包括在對來源礦石的加工工藝特點進(jìn)行研究的基礎(chǔ)上，確定最佳的礦石粒度，活化劑種類，濃度，活化時間等工藝指標(biāo))，以得到性能良好的環(huán)保材料。
權(quán)利要求
1.原料采用天然沉積型的磷塊巖，或碳氟磷灰石。
2.表面活化改性劑為強(qiáng)酸或強(qiáng)酸的混合物，如濃度為1～6M的鹽酸，或濃度為10～90％的硫酸，或硫酸、鹽酸、硝酸的各種濃度的混合物。
3.表面活化處理在常溫常壓下進(jìn)行，處理時間5～30分鐘。
4.活化處理后的天然磷灰石礦物材料用于水溶液中毒性金屬離子(包括Pb、Fe、Zn、U、Cd、Sr、Ag、Ni、Co、V、Ti、Sc、Hg、Y、鑭系元索離子等)的去除或綜合回收。
全文摘要
用于廢水中毒性金屬離子去除的碳氟磷灰石活化技術(shù),屬于礦物加工工程學(xué)科領(lǐng)域。將天然碳氟磷灰石用表面改性劑進(jìn)行活化處理之后,得到可以有效去除廢水中毒性金屬離子的天然環(huán)保材料,它對溶液中鉛離子的去除效果與合成的羥基磷灰石相當(dāng),具有原料來源廣,處理工藝簡單,成本低的特點,作用物可露天棄置而不造成二次污染。
文檔編號C02F1/42GK1201719SQ97109130
公開日1998年12月16日 申請日期1997年6月6日 優(yōu)先權(quán)日1997年6月6日
發(fā)明者劉羽, 鐘康年, 胡文云 申請人:武漢化工學(xué)院