申请日2012.03.26
公开(公告)日2012.07.25
IPC分类号B01J20/24; C02F1/28; B01J20/30
摘要
本发明公开了一种利用农作物秸秆制作煤矿酸性废水吸附剂的方法，包括以下步骤：A1、将农作物秸秆进行清洗、烘干、粉碎处理，粉碎达到20-40目;A2、将粉碎后的秸秆颗粒进行碱化处理;A3、将碱化处理后的秸秆进行脱水处理;A4、脱水后的碱化秸秆与过量的环氧氯丙烷进行交联反应;A5、将交联反应生成的固体产物与三甲胺醇溶液进行季胺化反应，得到固相产物;A6、将固相产物清洗，干燥后得到吸附剂。与传统硫酸盐去除方法相比，该吸附剂可以有效去除硫酸根的同时不会产生二次污染，无需后处理设备;使用的吸附剂经NaOH溶液再生后，还可以循环使用，循环使用多次后SO42-的去除率仍然保持在75%以上。
权利要求书
1.一种利用农作物秸秆制作煤矿酸性废水吸附剂的方法，其特征在于，包括以下步骤：
A1、将农作物秸秆进行清洗、烘干、粉碎处理，粉碎达到20-40目;
A2、将粉碎后的秸秆颗粒进行碱化处理：将秸秆颗粒置于质量分数为10%-18%的NaOH溶液中，浸泡3-12h;NaOH溶液的使用量为20-60ml/g秸秆原料;
A3、将碱化处理后的秸秆进行脱水处理;
A4、脱水后的碱化秸秆与过量的环氧氯丙烷进行交联反应;
A5、将交联反应生成的固体产物与三甲胺醇溶液进行季胺化反应，得到固相产物;
A6、将固相产物清洗，干燥后得到吸附剂。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤A4中，环氧氯丙烷的添加量为10ml/g秸秆原料，反应温度是在60-70℃，反应时间为3-6h。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤A5中，三甲胺醇溶液的浓度为33%，其添加量为10ml/g秸秆原料，季胺化反应的温度为80-85℃，反应时间为2-3h。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤A6中，清洗时依次用体积比为1∶1的乙醇、0.1mol/l的NaOH、0.1mol/lHCl洗涤，然后用去离子水洗涤至洗液呈中性。在60℃下烘干即得。
说明书
利用农作物秸秆制作煤矿酸性废水吸附剂的方法
技术领域
本发明涉及环境保护领域，具体涉及一种利用农作物秸秆制作酸性废水吸附剂， 特别针对矿山废水的治理。
背景技术
据统计，我国各类矿山废水排放量大约为每年25亿m3，约占全国工业废水排放量 的10%。其中酸性矿山废水(AMD)，由于酸性强、排量大、含有大量可溶态的有毒金属 离子和SO42-，成为矿山开采过程中最为严重的环境问题之一。AMD的来源通常认为是在 煤矿和各类金属矿的开采过程中，含硫化物矿石暴露在空气中被氧化，经过雨水和选矿 水的淋洗后逐渐形成含有大量H+、SO42-和一些有毒金属元素的废水。此废水极有可能随 雨水进入溪流、堤坝中，进而污染河流和地下水，造成地区性的生态和环境问题。为此， 许多国家相继投入了大量的人力、物力去研究寻找AMD的源头控制技术和处理方法。考 虑到AMD中重金属的危害大，后果严重，所开发的废水处理技术大多是针对重金属的去 除，如沉淀法、膜分离法以及吸附法。
然而AMD中SO42-环境危害是不容忽视的。硫酸盐在微生物的作用下会被还原降解， 该过程会释放恶臭气体硫化氢，而且涉及电子转移，会对金属管道造成电化学腐蚀，也 有研究指出水体中SO42-浓度的增加会直接加重混凝土构筑物的腐蚀破坏;从长远考虑， 若对AMD中的SO42-放任不管，使其随溪流扩散，渗入地下水，与Ca2+、Mg2+结合增加地下 水硬度，威胁矿区饮水安全。尽管硫元素是人体代谢所需的重要营养元素，但过多摄入 可能引发严重的健康问题，如疟疾和结石。
常用的SO42-去除技术如钡盐和钙盐沉淀法，冷冻法，主要是针对工业用水中SO42-去除，由于AMD水量太大，pH值较低，这些方法并不适用。而且化学加药沉淀法运行成 本较高，可能造成二次污染或需要进行后处理。与此相比，吸附法由于其选择性高，迅 速有效的特点，尤其是随着廉价吸附材料的开发利用，其处理成本可随之大幅降低，具 有很好的发展前景。因此开发成本低廉，吸附容量合适的吸附材料具有很重要的应用价 值。
农业秸秆富含纤维素和木质素，也称作农业废弃物或木质纤维素材料，具有数量 丰富，价格低廉，每年可再生的特点。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足提供一种利用农作物秸秆制作 煤矿酸性废水吸附剂的方法。
本发明的技术方案如下：
一种利用农作物秸秆制作煤矿酸性废水吸附剂的方法，包括以下步骤：
A1、将农作物秸秆进行清洗、烘干、粉碎处理，粉碎达到20-40目;
A2、将粉碎后的秸秆颗粒进行碱化处理：将秸秆颗粒置于质量分数为10%-18%的 NaOH溶液中，浸泡3-12h;NaOH溶液的使用量为20-60ml/g秸秆原料;
A3、将碱化处理后的秸秆进行脱水处理;
A4、脱水后的碱化秸秆与过量的环氧氯丙烷进行交联反应;
A5、将交联反应生成的固体产物与三甲胺醇溶液进行季胺化反应，得到固相产物;
A6、将固相产物清洗，干燥后得到吸附剂。
所述的方法，所述步骤A4中，环氧氯丙烷的添加量为10ml/g秸秆原料，反应温度 是在60-70℃，反应时间为3-6h;
所述的方法，所述步骤A5中，三甲胺醇溶液的浓度为33%，其添加量为10ml/g 秸秆原料，季胺化反应的温度为80-85℃，反应时间为2-3h。
所述的方法，所述步骤A6中，清洗时依次用体积比为1∶1的乙醇、0.1mol/l的NaOH、 0.1mol/lHCl洗涤，然后用去离子水洗涤至洗液呈中性。在60℃下烘干即得。
与传统硫酸盐去除方法相比，该吸附剂可以有效去除硫酸根的同时不会产生二次污 染，无需后处理设备;使用的吸附剂经NaOH溶液再生后，还可以循环使用，循环使用 多次后SO42-的去除率任然保持在75%以上。