本發(fā)明涉及水處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種雞蛋殼廢料/活性炭復(fù)合的鋰電池廢水吸附劑的制備方法。
背景技術(shù)：
鋰離子電池因不含傳統(tǒng)的高污染的鉛、鎘和汞等環(huán)境敏感元素，因此被稱為“綠色”電池，廣泛應(yīng)用于手機(jī)、筆記本電腦、數(shù)碼相機(jī)以及電動(dòng)工具、儲(chǔ)能電池、電動(dòng)自行車、混合電動(dòng)車和電動(dòng)車等領(lǐng)域。鋰電池含有鐵、銅、鋁、鈷、鎳、錳、鋰等材料，一般經(jīng)過幾百次充放電后(使用2-3a后)，電極膨脹，容量大大下降以至報(bào)廢，且在電池生產(chǎn)中，經(jīng)過輥壓、分切、制片、卷繞后會(huì)產(chǎn)生邊角料及極片報(bào)廢，電池企業(yè)往往會(huì)直接當(dāng)廢品賣掉，這樣即浪費(fèi)資源又污染環(huán)境，為此電池廠對(duì)大部分廢舊電池或邊角料采取集中回收利用處理，收到一定成效。但仍有小部分的廢舊鋰電池因處理不當(dāng)而直接隨意丟棄，加上電池廠產(chǎn)生的重金屬廢水直接排放均會(huì)造成嚴(yán)重的金屬離子污染，污染土壤和水體，再通過食物鏈在人體中累積，危害著人類的生命安全。
目前，活性炭吸附法是處理金屬離子污染的有效方法，粉末活性炭具有設(shè)備投資省、吸附速度快、價(jià)格低廉、來源廣泛、容易降解等特點(diǎn)，其吸附性能取決于活性炭的質(zhì)地參數(shù)和表面官能團(tuán)，因此，碳的表面化學(xué)改性能增加對(duì)有毒污染物的吸附量。到目前為止，許多碳表面改性方法大多都是用試劑修飾改性活性炭，也就意味著在處理重金屬過程中的額外費(fèi)用增加。因此廢物和工業(yè)副產(chǎn)品作為低成本的活化試劑具有強(qiáng)大的吸引力。故文獻(xiàn)《雞蛋殼廢料和磷酸改性粉末活性炭及去除生活飲用水中的重金屬》從雞蛋殼廢棄物中提取鈣溶液，被用來作為一種低成本的活化劑，以提高活性炭的吸附性能。實(shí)驗(yàn)表明改性后的活性炭粉吸附性高，用該吸附劑處理后的自來水符合《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》。
然而文獻(xiàn)中改性的活性炭粉基金屬吸附材料僅僅對(duì)污水中有機(jī)物和重金屬粒子有一定的吸附性，抗菌性能較差，且文中僅僅是將雞蛋殼制成鈣活化劑，雞蛋膜未加以充分利用。由于雞蛋膜具有微觀的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，其主成分為蛋白質(zhì)，具有較強(qiáng)的吸附性能和抗菌性，現(xiàn)有技術(shù)中利用蛋殼制備鈣活化劑改性活性炭同時(shí)配伍改性雞蛋膜提高吸附劑抗菌性的研究還未見報(bào)道，且現(xiàn)有吸附劑工藝復(fù)雜，吸附效果一般，需要改進(jìn)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的就是提供一種雞蛋殼廢料/活性炭復(fù)合的鋰電池廢水吸附劑的制備方法，以克服現(xiàn)有技術(shù)的不足。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的：
一種雞蛋殼廢料/活性炭復(fù)合的鋰電池廢水吸附劑的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
（1）將雞蛋膜從雞蛋殼中分離開來清洗干凈，40℃下烘干并粉碎研磨至80-100目左右，按固液比為1∶10加入5wt.%的高錳酸鉀溶液中攪拌48h，用去離子水洗干凈，在70℃下的烘干，得改性雞蛋膜粉；
（2）將步驟（1）脫膜后的雞蛋殼研磨成細(xì)小的顆粒，用25wt.%醋酸浸泡后攪拌、過濾得鈣液活化劑；
（3）活性炭預(yù)處理：先用蒸餾水洗去表面的雜質(zhì)，然后將其置于1mol/L鹽酸溶液中煮沸，沖洗干凈后再置于1mol/L氫氧化鈉溶液中煮沸，沖洗干凈烘干研磨成粉；
（4）將步驟（3）中預(yù)處理后的活性炭先用磷酸處理，再用步驟（2）從雞蛋殼廢料中提取的鈣液浸泡，最后將鈣液浸泡的活性炭熱處理得改性活性炭粉；
（5）按重量份數(shù)計(jì)，將80-85份改性活性炭粉、20-23份改性沸石分子篩、10-20份改性雞蛋膜粉與12-15份粘結(jié)劑攪拌混勻，造粒出料。
所述步驟（1）的雞蛋膜的分離是將雞蛋殼用25%的醋酸浸泡8-10小時(shí)，即可將雞蛋膜與蛋殼分離開。
所述步驟（2）中按0.5 g的脫膜雞蛋殼粉加10mL醋酸(25wt.%)的比率浸泡，以150r/min攪拌3h。
所述步驟（3）中煮沸時(shí)間為1-2小時(shí)。
所述步驟（4）磷酸、鈣液浸泡處理活性炭均按2g的活性炭加10mL的磷酸或鈣液的比率，在30℃，不斷攪拌(150r/min)反應(yīng)2h，在55℃蒸發(fā)并于100℃干燥15h，所述的熱處理溫度為460-480℃。
所述步驟（5）的粘結(jié)劑為水玻璃。
所述的改性沸石分子篩是將沸石分子篩放入0.4mol/L的NaOH溶液中混勻，置于振蕩器上振蕩24h，用去離子水離心洗滌至中性并烘干。
本發(fā)明有以下有益效果：本發(fā)明將雞蛋膜剝離開來改性后添加到原料中，雞蛋膜具有較高的比表面積，表面富含羥基、羧基、酰胺基以及巰基等活性官能團(tuán)，使得雞蛋膜在不同的酸度條件下可以帶上正電荷或負(fù)電荷，從而能和不同金屬離子產(chǎn)生靜電力作用而被吸附；將脫膜后的雞蛋殼鈣化后和磷酸同時(shí)改性活性炭，活性炭表面負(fù)載鈣和磷酸根，通過離子交換及表面絡(luò)合反應(yīng)增加活性炭的吸附能力；再配伍改性沸石分子篩等經(jīng)造粒制得的廢水吸附劑原料來源簡(jiǎn)單、成本低、雞蛋殼廢料利用率高且對(duì)重金屬離子及有機(jī)污染物吸附效果佳、抗菌效果明顯。
具體實(shí)施方式
所述的一種雞蛋殼廢料/活性炭復(fù)合的鋰電池廢水吸附劑的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
（1）將雞蛋膜從雞蛋殼中分離開來清洗干凈，40℃下烘干并粉碎研磨至80-100目左右，按固液比為1∶10加入5wt.%的高錳酸鉀溶液中攪拌48h，用去離子水洗干凈，在70℃下的烘干，得改性雞蛋膜粉；
（2）將步驟（1）脫膜后的雞蛋殼研磨成細(xì)小的顆粒，用25wt.%醋酸浸泡后攪拌、過濾得鈣液活化劑；
（3）活性炭預(yù)處理：先用蒸餾水洗去表面的雜質(zhì)，然后將其置于1mol/L鹽酸溶液中煮沸，沖洗干凈后再置于1mol/L氫氧化鈉溶液中煮沸，沖洗干凈烘干研磨成粉；
（4）將步驟（3）中預(yù)處理后的活性炭先用磷酸處理，再用步驟（2）從雞蛋殼廢料中提取的鈣液浸泡，最后將鈣液浸泡的活性炭熱處理得改性活性炭粉；
（5）按重量份數(shù)計(jì)，將80份改性活性炭粉、23份改性沸石分子篩、20份改性雞蛋膜粉與12份粘結(jié)劑攪拌混勻，造粒出料。
所述步驟（1）的雞蛋膜的分離是將雞蛋殼用25%的醋酸浸泡8-10小時(shí)，即可將雞蛋膜與蛋殼分離開。
所述步驟（2）中按0.5 g的脫膜雞蛋殼粉加10mL醋酸(25wt.%)的比率浸泡，以150r/min攪拌3h。
所述步驟（3）中煮沸時(shí)間為1-2小時(shí)。
所述步驟（4）磷酸、鈣液浸泡處理活性炭均按2g的活性炭加10mL的磷酸或鈣液的比率，在30℃，不斷攪拌(150r/min)反應(yīng)2h，在55℃蒸發(fā)并于100℃干燥15h，所述的熱處理溫度為480℃。
所述步驟（5）的粘結(jié)劑為水玻璃。
所述的改性沸石分子篩是將沸石分子篩放入0.4mol/L的NaOH溶液中混勻，置于振蕩器上振蕩24h，用去離子水離心洗滌至中性并烘干。