專利名稱：利用鐵合金廠硅灰粉塵去除含鉛工業廢水的方法
技術領域：
本發明屬于生態環境材料，以廢治污，即固體廢棄物的綜合利用及廢水處理技術領域，尤指一種利用鐵合金廠硅灰粉塵去除含鉛工業廢水的方法。
背景技術：
鉛是自然界分布很廣的一種元素，也是工業中常使用的元素之一。鉛的來源主要在礦山開采、冶煉、橡膠生產、鉛蓄電池制造、染料、印刷、陶瓷、鉛玻璃、焊錫、電纜及鉛管等鉛的工業生產中。這些工業生產都會產生大量的含鉛廢水，其中電池工業是含鉛廢水的最主要來源。鉛及其可溶性鉛鹽都對人體有較大的毒性。當水中的鉛濃度超過0.1mg/L時對人體、漁業和農業灌溉都會產生危害。當每日攝取鉛量超過0.3 1.0mg時就可在人體內積累，引起貧血、神經炎、癌癥等。不同于許多其他化學品的是鉛無法在環境中降解， 一旦排入環境很長時間內仍然保持其特性。到目前為止，國內外對鉛的治理常用化學沉淀法、液膜法、離子交換法、吸附法、蒸發濃縮法和電解法等。但這些方法普遍存在著二次污染、成本高、對低濃度含鉛廢水處理和污染水域修復效果不理想等問題。
硅灰粉塵是鐵合金在冶煉硅鐵和工業硅(金屬硅)時，礦熱電爐內產生出大量揮發性很強的Si02和Si氣體，氣體排放后與空氣迅速氧化冷凝沉淀而成。其二氧化硅的含量很高，一般可以達到85%以上，常溫下具有一定的膠凝性，其吸附能力較高、介電性能優異、熱膨脹系數低。目前硅灰粉塵主要應用于建筑、耐火材料、化工等行業。至今為止，尚未見過利用硅灰粉塵進行廢水除鉛方面的研究報道。
發明內容
本發明的目的是提供一種利用鐵合金廠硅灰粉塵去除含鉛工業廢水的方法，該方法原料易得，制備簡單，成本低，可以從反應體系中分離、回收與重復使用，使用方便，除鉛效率高，原料本身就廢物利用，具有顯著的環境保護效益和經濟效益，產品具有很強的市場競爭能力和實用價值。
本發明的利用鐵合金廠硅灰粉塵去除含鉛工業廢水的方法，其特征在于采用鐵合金廠硅灰粉塵制備成多孔陶瓷，將所述多孔陶瓷中置于含鉛工業廢水中一段時間，除去含鉛工業廢水中的鉛離子。
本發明的優越性在于本發明利用鐵合金廠硅灰粉塵制備的可回使用收除鉛材料，硅灰粉塵具有極高吸附特性與除鉛效率；本發明將硅灰粉塵制成各種形狀的多孔陶瓷質廢水除鉛材料后，強度高，在水中不化解，可回收重復使用，解決了回收再生方面的技術難題；本發明專利的廢水除鉛材料，氣孔率著'，強度適宜，在水中不會化解、穩定性很好。廢水中的鉛離子會被吸附在多孔陶瓷材料中并固定下來，達到廢水除鉛的目的；而且本發明采用的原料為鐵合金廠硅灰粉塵，變廢為寶，達到資源回收再利用，原料成本及其低廉，減少了環境的污染，制作簡便，使用方便，具有顯著的環境保護效益和經濟效益。
具體實施例方式
硅灰粉塵可以選用鐵合金廠硅灰粉塵，平均粒徑約0.1nm ， Si02含量〉卯。/。的無定型二氧化硅。
利用硅灰粉塵制備多孔陶瓷
a. 將硅灰粉塵置于窯爐中，在50(TC預燒并保溫1小時，球磨，過200目篩；
b. 在硅灰粉塵中添加占粉料質量2 10%的添加劑，制成直徑為3-100mm的粒狀、空心管狀或其它形狀的坯體；所述的添加劑為水玻璃、磷酸或聚乙烯醇中的一種；
c. 將成型坯體烘干；
d.烘干后坯體置于窯爐內，在700-90(TC燒結并保溫1小時燒成，自然冷卻至室溫，即
制得硅灰粉質的多孔陶瓷。將上述多孔陶瓷中置于含鉛工業廢水中24-72小時，幾乎可以完全除去含鉛工業廢水中的鉛離子。
可以采用PEAA800型原子吸收分光光度計，測定含鉛工業廢水中的鉛離子濃度。
以下是本發明的幾個具體實施例，進一步說明本發明，但是本發明不僅限于此。實施例1
利用鐵合金廠硅灰粉塵去除含鉛工業廢水的方法，其原料如下硅灰粉塵。制備步驟
a. 將硅灰粉塵置于窯爐中50(TC預燒并保溫1小時，球磨，過200目篩；
b. 在硅灰粉塵中添加占粉料質量鄉的水玻璃制成直徑5mm的粒狀試樣；
c. 成型樣品在8(TC下烘干；
d. 烘干后樣品置于窯爐內70(TC燒結并保溫1小時燒成，自然冷卻至室溫制得廢水除鉛材料。
廢水除鉛在燒杯中注入60ml初始鉛離子濃度為100mg/L的模擬廢水(Pb(N03)2水溶液)，加入lg除鉛材料，使除鉛材料與模擬廢水溶液相接觸，在各個設定的時間采樣，用原子吸收分光光度計測定鉛離子濃度隨時間的變化情況。與廢水接觸后鉛離子濃度迅速減少，24小時后廢水溶液中鉛離子濃度降為24. 92mg/L，除鉛效率可達75. 08%， 72小時后鉛離子濃度降到了0.30mg/L，除鉛效率高達99.70%，達到國家排放標準。實施例2
利用鐵合金廠硅灰粉塵去除含鉛工業廢水的方法，其原料如下硅灰粉塵。
制備步驟
a. 將硅灰粉塵置于窯爐中50(TC預燒保溫1小時，球磨，過200目篩；
b. 在硅灰粉塵中添加占粉料質量4%的磷酸，制成外徑12mm，內徑6mm，長12mm的圓環狀試樣；
c. 成型樣品在8(TC下烘干；
d. 烘干后樣品置于窯爐內90(TC燒結并保溫1小時燒成，自然冷卻至室溫，制得廢水除鉛材料。
廢水除鉛在個燒杯中注入60ml初始鉛離子濃度為60mg/L的模擬廢水(Pb(N03)2水溶液)，加入lg除鉛材料，使除鉛材料與模擬廢水溶液相接觸，用原子吸收分光光度計測定鉛離子濃度隨時間的變化情況。與廢水接觸后鉛離子濃度迅速減少，24小時后廢水溶液中鉛離子濃度為11.93mg/L，試樣的除鉛效率可達80.11%， 60小時后廢水溶液中鉛離子濃度降為0.80mg/L，試樣的除鉛效率可達98.70%，達到國家排放標準。
實施例3(回收循環使用)
a. 將硅灰粉塵置于窯爐中50(TC預燒保溫1小時，球磨，過200目篩
b. 在硅灰粉塵中添加占粉料質量6%的聚乙烯醇制成外徑10mm，內徑5mm，長lOmm的圓環狀試樣；
c. 成型樣品在80'C下烘干；
d. 烘干后樣品置于窯爐內700'C燒結并保溫1小時燒成，保溫1小時后，自然冷卻至室溫制得廢水除鉛材料。
廢水除鉛:在燒杯中注入60ml初始鉛離子濃度為20mg/L的模擬廢水(Pb(N03)2水溶液)，加入lg除鉛材料，使除鉛材料與模擬廢水溶液接觸24小時后，取出圓環試樣，用原子吸收分光光度計測定鉛離子濃度，計算樣品的除鉛效率。然后，在上述相同實驗條件下，再次測定計算樣品的除鉛效率，我們使用同一樣品共進行20次回收循環使用實驗。第20次回收循環實驗的除鉛效率為97.50%,實驗結果表明，用硅灰粉塵制的多孔陶瓷質廢水除鉛材料的回收再生循環使用效果良好，可重復回收循環使用，直至鉛的吸附達到飽和時為止。
權利要求
1. 一種利用鐵合金廠硅灰粉塵去除含鉛工業廢水的方法，其特征在于采用鐵合金廠硅灰粉塵制備成多孔陶瓷，將所述多孔陶瓷置于含鉛工業廢水中一段時間，除去含鉛工業廢水中的鉛離子。
2. 根據權利要求1所述的利用鐵合金廠硅灰粉塵去除含鉛工業廢水的方法，其特征在于 所述多孔陶瓷的制備步驟為a. 將硅灰粉塵置于窯爐中，在50(TC預燒并保溫1小時，球磨，過200目篩；b. 在硅灰粉塵中添加占粉料質量2 10%的添加劑，制成直徑為3-100mm的粒狀、空心管 狀或其它形狀的坯體；所述的添加劑為水玻璃、磷酸或聚乙烯醇中的一種；c. 將成型坯體烘干；d.將烘干后的坯體置于窯爐內，在700-90(TC燒結并保溫1小時燒成，自然冷卻至室溫， 即制得硅灰粉質的多孔陶瓷。
3. 根據權利要求2所述的利用鐵合金廠硅灰粉塵去除含鉛工業廢水的方法，其特征在于 所述硅灰粉塵選用鐵合金廠硅灰粉塵，平均粒徑0.1pm ， SiO2含量〉90。/。的無定型二氧 化硅。
4. 根據權利要求1所述的利用鐵合金廠硅灰粉塵去除含鉛工業廢水的方法，其特征在于采用PEAA800型原子吸收分光光度計，測定含鉛工業廢水中的鉛離子濃度。
5. 根據權利要求1所述的利用鐵合金廠硅灰粉塵去除含鉛工業廢水的方法，其特征在于 將所述多孔陶瓷置于含鉛工業廢水中24-72小時。
全文摘要
本發明提供一種利用鐵合金廠硅灰粉塵去除含鉛工業廢水的方法，采用鐵合金廠硅灰粉塵制備成多孔陶瓷，將所述多孔陶瓷置于廢水中一段時間。本發明的方法原料易得，制備簡單，成本低，可以從反應體系中分離、回收與重復使用，使用方便，除鉛效率高，原料本身就廢物利用，具有顯著的環境保護效益和經濟效益，產品具有很強的市場競爭能力和實用價值。
文檔編號C02F1/28GK101475240SQ20091011087
公開日2009年7月8日 申請日期2009年1月16日 優先權日2009年1月16日
發明者巖 于, 吳任平, 郭錦榆, 阮玉忠 申請人:福州大學