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【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于重金属回收,具体是指一种污泥重金属资源化回收材料及其制备方法。
技术介绍
1、工业污泥的来源广泛,主要包括造纸污泥、电镀污泥、纺织印染、制革、炼矿冶金等行业,成分较为复杂,造纸污泥主要以无机成分为主,包括木质素、含氯废水和含硫废水等;电镀污泥中的成分通常与电镀工艺有关,其中包含大量的重金属,例如镉、铬、镍、铜、锰、汞等,以重金属可溶性盐的形式存在;制革工业中主要包括大量的化学试剂,例如,铬鞣剂的使用造成大量三价铬盐的残留;炼矿冶金行业中,产生的污泥主要为金属矿石废料,如铁氧化物、铝氧化物、锌氧化物等金属氧化物,以及冶炼过程中产生的铅、镉、镍、铜等重金属,以可溶性盐的形式残留于污泥中;现有技术中,对于重金属污泥的主要处理方法包括:填埋固定,重金属离子容易迁移,通常对土壤环境和地下水环境具有很大的隐患;通过焚烧、热解和熔融的热处理方式,能够将重金属浓缩于灰渣中,有利于进一步的资源化利用,但处理过程中耗能较高,同时需要配套烟气净化等装置,造成成本的增加,也容易产生二次污染;通过化学试剂进行沉淀处理,使重金属形成不溶性沉淀物,以便分离,但药剂的成本较高,处理后的化学污泥仍需要进一步处理,处理效果不稳定,反应条件的影响较大;生物处理法是最环保的一种方法,但处理周期过长,效率相对较低。
技术实现思路
1、针对上述情况,为克服现有技术的缺陷,本专利技术提供了一种污泥重金属资源化回收材料及其制备方法,本专利技术以微晶纤维素作为基体材料,主要以β-1,4-葡萄糖苷键结合的直链式多糖类物
2、为了实现上述目的,本专利技术采取的技术方案如下:
3、本专利技术还提供了一种污泥重金属资源化回收材料的制备方法,具体包括如下步骤:
4、s1、将硫脲溶解于去离子水中,加入硫酸溶液,加入中性氧化铝,混合均匀后,加入环氧氯丙烷,调节水浴温度为30-35℃,按照速度150-180rpm搅拌反应20-40min后,用正己烷与氯仿混合溶液对反应物进行萃取,收集有机相,除去水分,减压蒸馏得到环硫氯丙烷;
5、优选地,在步骤s1中,所述硫脲在去离子水中的质量浓度为0.3-0.4g/ml;
6、优选地,在步骤s1中,所述硫酸溶液的质量分数为5%,所述硫酸溶液的添加体积为硫脲溶液体积的30%-35%;所述中性氧化铝在硫脲溶液中的添加量为10-20g/l;
7、优选地,在步骤s1中,所述硫脲与环氧氯丙烷的质量体积比g/ml为0.90-0.98g/ml;
8、s2、将微晶纤维素置于去离子水中,搅拌至完全分散,加入氢氧化钠溶液,在400w功率下进行超声处理50-60min后,搅拌溶液至均一状态,得到纤维素溶液;
9、优选地,在步骤s2中,所述微晶纤维素在去离子水中的质量分数为5%-8%;
10、优选地,在步骤s2中,所述氢氧化钠溶液中氢氧化钠的质量分数为10%-20%,氢氧化钠溶液添加体积为微晶纤维素溶液体积的25%-50%;
11、s3、将二甲胺和二仲丁胺溶解于去离子水中,加入至步骤s2所制备的纤维素溶液,搅拌混合均匀后,加入步骤s1所制备的环硫氯丙烷,升高温度至65-75℃,按照200-220rpm速度搅拌反应2-3h,以截留分子量为8000-14000透析袋进行透析,至溶液呈中性,冷冻干燥得到污泥重金属资源化回收材料;
12、优选地,在步骤s3中,所述二甲胺和二仲丁胺之间体积比为10:1.6-6;
13、优选地,在步骤s3中,所述二甲胺与环硫氯丙烷之间的体积比为0.8-1.2:1;
14、本专利技术还提供一种根据上述方法制备的污泥重金属资源化回收材料。
15、本专利技术取得的有益效果如下:
16、本专利技术提供一种污泥重金属资源化回收材料,本专利技术以微晶纤维素作为基体材料,主要以β-1,4-葡萄糖苷键结合的直链式多糖类物质,具有可降解性,绿色无污染,通过对微晶纤维素进行改性,增加s元素和n元素的活性基团,提高了对污染物的结合能力,从而增强对重金属的吸附性能;本专利技术以环硫氯丙烷作为交联剂,使纤维素分子发生交联作用,同时,二甲胺、二仲丁胺和环硫氯丙烷发生聚合作用,在纤维素发生交联反应的同时发生原位聚合反应,聚胺化合物与交联纤维素形成复杂的三维网络结构,提高了纤维素的稳定性,增加了回收材料吸附污染物的活性位点,环硫氯丙烷能够向回收材料中引入s元素,硫元素具有空电子轨道,能够与重金属离子形成配位作用,从而对重金属离子进行吸附,通过脱除处理,对重金属离子进行回收后,同时该回收材料具有较好的重复利用性,能够多次循环使用,降低了重金属离子的回收产业成本。
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1.一种污泥重金属资源化回收材料的制备方法,其特征在于:具体包括以下步骤:
2.根据权利要求1所述的一种污泥重金属资源化回收材料的制备方法,其特征在于:在步骤S1中,所述硫脲在去离子水中的质量浓度为0.3-0.4g/mL。
3.根据权利要求2所述的一种污泥重金属资源化回收材料的制备方法,其特征在于:在步骤S1中,所述硫脲与环氧氯丙烷的质量体积比g/mL为0.90-0.98g/mL。
4.根据权利要求3所述的一种污泥重金属资源化回收材料的制备方法,其特征在于:在步骤S1中,所述硫酸溶液的质量分数为5%,所述硫酸溶液添加体积为硫脲溶液体积的30%-35%。
5.根据权利要求4所述的一种污泥重金属资源化回收材料的制备方法,其特征在于:在步骤S1中,所述中性氧化铝在硫脲溶液中的添加量为10-20g/L。
6.根据权利要求5所述的一种污泥重金属资源化回收材料的制备方法,其特征在于:在步骤S2中,所述微晶纤维素在去离子水中的质量分数为5%-8%。
7.根据权利要求6所述的一种污泥重金属资源化回收材料的制备方法,其特征在于
8.根据权利要求7所述的一种污泥重金属资源化回收材料的制备方法,其特征在于:在步骤S3中,所述二甲胺和二仲丁胺之间体积比为10:1.6-6。
9.根据权利要求8所述的一种污泥重金属资源化回收材料的制备方法,其特征在于:在步骤S3中,所述二甲胺与环硫氯丙烷之间的体积比为0.8-1.2:1。
10.一种污泥重金属资源化回收材料,其特征在于,根据权利要求1-9任一项所述的制备方法制备而得。
...【技术特征摘要】
1.一种污泥重金属资源化回收材料的制备方法,其特征在于:具体包括以下步骤:
2.根据权利要求1所述的一种污泥重金属资源化回收材料的制备方法,其特征在于:在步骤s1中,所述硫脲在去离子水中的质量浓度为0.3-0.4g/ml。
3.根据权利要求2所述的一种污泥重金属资源化回收材料的制备方法,其特征在于:在步骤s1中,所述硫脲与环氧氯丙烷的质量体积比g/ml为0.90-0.98g/ml。
4.根据权利要求3所述的一种污泥重金属资源化回收材料的制备方法,其特征在于:在步骤s1中,所述硫酸溶液的质量分数为5%,所述硫酸溶液添加体积为硫脲溶液体积的30%-35%。
5.根据权利要求4所述的一种污泥重金属资源化回收材料的制备方法,其特征在于:在步骤s1中,所述中性氧化铝在硫脲溶液中的添加量为10-20g/l。
6.根据...
【专利技术属性】
技术研发人员:杨培娴,谢云龙,李鑫,高丽慧,
申请(专利权)人:中国矿业大学,
类型:发明
国别省市:
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