利用锂云母冶炼渣吸附水体中铅离子的方法

170 编辑：中冶有色技术网来源：江西理工大学, 宜春江理锂电新能源产业研究院

2024-12-25 16:38:55

权利要求

1.一种利用锂云母冶炼渣吸附水体中铅离子的方法，其特征在于，所述方法包括：

S1、将锂云母冶炼渣烘干;

S2、将步骤S1中烘干后的锂云母冶炼渣进行研磨筛分至-100目占100%，得到吸附材料，待用;

S3、将步骤S2中得到的吸附材料加入含铅离子废水中，置于水浴恒温摇床中，进行吸附;

S4、将步骤S3中吸附后的溶液过滤，得到净化后废水。

2.根据权利要求1所述的利用锂云母冶炼渣吸附水体中铅离子的方法，其特征在于，所述步骤S1中锂云母冶炼渣烘干至水分含量不超过0.1%。

3.根据权利要求1所述的利用锂云母冶炼渣吸附水体中铅离子的方法，其特征在于，所述步骤S3中含铅离子废水中铅离子浓度为600~3000 mg/L。

4.根据权利要求1所述的利用锂云母冶炼渣吸附水体中铅离子的方法，其特征在于，所述步骤S3中吸附材料质量与含铅废水体积的固液比为5：1～20：1。

5.根据权利要求1所述的利用锂云母冶炼渣吸附水体中铅离子的方法，其特征在于，所述步骤S3中水浴恒温摇床温度为20~60℃，转速为250 r/min。

6.根据权利要求1所述的利用锂云母冶炼渣吸附水体中铅离子的方法，其特征在于，所述步骤S3中在水浴恒温摇床中振荡吸附60~120分钟。

7.根据权利要求1所述的利用锂云母冶炼渣吸附水体中铅离子的方法，其特征在于，所述步骤S4中得到的净化后废水中铅离子含量低于0.5 mg/L。

说明书

技术领域

[0001]本发明涉及废水重金属处理技术领域，特别是指一种利用锂云母冶炼渣吸附水体中铅离子的方法。

背景技术

[0002]废水中含有的铅离子是一种有毒重金属离子，对人体健康和生态环境具有严重的危害。去除废水中的铅离子是环境保护和水资源再利用的重要任务之一。含铅废水的传统处理方法主要包括：化学沉淀法、膜分离法、离子交换法和吸附法等。化学沉淀法虽设备简单、操作方便，却伴随高成本、大量污泥产生及潜在的二次污染风险;膜分离法的优点在于设备简单、操作方便、吸附效率高，处理后的水具有可回用性，但造价成本过高，膜材料稳定性差。离子交换法可以处理容量较大的含铅废水，无二次污染产生，但其反应周期长，运行成本高。吸附法具有操作简便性、高效性和成本效益方面的显著优势，逐渐成为了研究领域的焦点。吸附法不仅能够有效去除废水中的铅离子，还降低了处理成本，减少了复杂操作环节，为含铅废水的处理提供了一种更为经济、环保的解决方案。

[0003]锂云母作为提取锂的重要矿物原料，在冶炼过程中会产生大量的冶炼渣。锂云母冶炼渣资源丰富，成本低廉。其颗粒较细，比表面积相对较大，属于多孔结构，且锂云母冶炼渣中包含大量活性成分(如SiO2、Al2O3等)，使其具有潜在的吸附能力。目前对于锂云母冶炼渣的应用，主要将锂云母冶炼渣应用在传统建筑材料包括水泥和混凝土等的生产、地聚合物胶凝材料的制备，无法得到高值化利用。相比传统的含铅废水处理方法，如化学沉淀法、离子交换法等，利用锂云母冶炼渣作为吸附材料去除水体中的铅离子无需添加额外的化学试剂，操作简单同时减少了二次污染的风险。利用锂云母冶炼渣吸附水体中的铅离子同时解决了锂云母冶炼渣堆存和含铅废水排放对生态环境的污染，真正实现了“废物再利用，以废制废”的循环经济目标。

发明内容

[0004]为了解决现有技术存在的上述技术问题，本发明实施例提供了一种利用锂云母冶炼渣吸附水体中铅离子的方法。所述技术方案如下：

[0005]S1、将锂云母冶炼渣烘干，去除其中所含水分;

[0006]S2、将烘干后的锂云母冶炼渣进行研磨筛分至-100目占100%，得吸附材料，待用;

[0007]S3、将步骤S2中得到的吸附材料加入含铅离子废水中，置于水浴恒温摇床中，进行吸附;

[0008]S4、将步骤S3中吸附后的溶液过滤，得到净化后废水。

[0009]所述步骤S1中锂云母冶炼渣烘干至水分含量不超过0.1%。

[0010]所述步骤S3中含铅离子废水中铅离子浓度为600~3000 mg/L。

[0011]所述步骤S3中吸附材料质量(g)与含铅废水体积(L)的固液比为5：1～20：1。

[0012]所述步骤S3中水浴恒温摇床温度为20~60℃，转速为250 r/min。

[0013]所述步骤S3中在水浴恒温摇床中振荡吸附60~120分钟。

[0014]所述步骤S4中得到的净化后废水中净化后铅离子含量低于0.5 mg/L。

[0015]本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果至少包括：

[0016]上述方案中，所使用的吸附材料价格低廉、吸附效果好，吸附过程无需添加额外的化学试剂，操作简单同时减少了二次污染的风险。利用锂云母冶炼渣吸附水体中的铅离子同时解决了锂云母冶炼渣堆存和含铅废水排放对生态环境的污染。本发明为利用锂云母冶炼渣，经过烘干研磨过筛后，高效吸附废水中的铅离子(在配制的铅离子溶液中，对铅离子的去除率可达99.8%)，具有重要的环境效益和社会价值。

附图说明

[0017]为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

[0018]图1是本发明实施例中锂云母冶炼渣的XRD图。

具体实施方式

[0019]下面结合具体实施例，对本发明中的技术方案进行描述。

[0020]在本发明实施例中，“示例地”、“例如”等词用于表示作例子、例证或说明。本发明中被描述为“示例”的任何实施例或设计方案不应被解释为比其它实施例或设计方案更优选或更具优势。确切而言，使用示例的一词旨在以具体方式呈现概念。此外，在本发明实施例中，“和/或”所表达的含义可以是两者都有，或者可以是两者任选其一。

[0021]本发明实施例中，有时候下标如W1可能会写为非下标的形式如W1，在不强调其区别时，其所要表达的含义是一致的。

[0022]为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合具体实施例进行详细描述。

[0023]本发明实施例提供了一种利用锂云母冶炼渣吸附水体中铅离子的方法，包括如下的步骤：

[0024]S1、将锂云母冶炼渣烘干，去除其中所含水分;

[0025]S2、将烘干后的锂云母冶炼渣进行研磨筛分至-100目，得吸附材料，待用;

[0026]S3、将步骤S2中得到的吸附材料加入含铅离子废水中，置于水浴恒温摇床中，进行吸附;

[0027]S4、将步骤S3中吸附后的溶液过滤，得到净化后废水。

[0028]所述锂云母冶炼渣主要成分如表1所示，其物相结果见图1。

[0029]表1锂云母冶炼渣的主要成分(%)

[0030]

[0031]对步骤S4中得到的净化后废水采用电感耦合等离子体发射光谱仪ICP-OES测量滤液中残留的铅离子浓度，按照下述式(1)计算吸附剂去除率对重金属离子的去除率，按照下述式(2)计算重金属离子的吸附容量。

[0032](1)

[0033](2)

[0034]其中：R-铅离子去除率;

[0035]q-吸附材料对铅离子的吸附容量(mg/g);

[0036]

-初始铅离子浓度(mg/L);

[0037]c-吸附后残留铅离子浓度(mg/L);

[0038]v-含铅离子溶液体积(L);

[0039]m-加入吸附材料的质量(g)。

[0040]下面结合具体实施例予以说明。

[0041]实施例1

[0042]取制得的锂云母冶炼渣吸附材料投入到初始浓度为600 mg/L的50 mL含铅离子溶液中，吸附材料用量为0.5 g，在水浴恒温摇床中以温度25℃，转速250 r/min下吸附120分钟过滤，用电感耦合等离子发射光谱仪测量溶液中残留的铅离子含量。结果表明，对铅离子去除率为99.82%，吸附容量为59.89 mg/g。

[0043]实施例2

[0044]取制得的锂云母冶炼渣吸附材料投入到初始浓度为700 mg/L的50 mL含铅离子溶液中，吸附材料用量为0.5 g，在水浴恒温摇床中以温度25℃，转速250 r/min下吸附120分钟后过滤，用电感耦合等离子发射光谱仪测量溶液中残留的铅离子含量。结果表明，对铅离子去除率为99.74%，吸附容量为69.82mg/g。

[0045]实施例3

[0046]取制得的锂云母冶炼渣吸附材料投入到初始浓度为800 mg/L的50 mL含铅离子溶液中，吸附材料用量为0.5 g，在水浴恒温摇床中在25℃，转速250 r/min下吸附120分钟后过滤，用电感耦合等离子发射光谱仪测量溶液中残留的铅离子含量。结果表明，对铅离子去除率为99.62%，吸附容量为79.70 mg/g。

[0047]实施例4

[0048]取制得的锂云母冶炼渣吸附材料投入到初始浓度为900 mg/L的50 mL含铅离子溶液中，吸附材料用量为0.5 g，在水浴恒温摇床中在25℃，转速250 r/min下吸附120分钟后过滤，用电感耦合等离子发射光谱仪测量溶液中残留的铅离子含量。结果表明，对铅离子去除率为99.58%，吸附容量为89.62 mg/g。

[0049]实施例5

[0050]取制得的锂云母冶炼渣吸附材料投入到初始浓度为1000 mg/L的50 mL含铅离子溶液中，吸附材料用量为0.5 g，在水浴恒温摇床中在25℃，转速250 r/min下吸附120分钟后过滤，用电感耦合等离子发射光谱仪测量溶液中残留的铅离子含量。结果表明，对铅离子去除率为99.47%，吸附容量为99.47 mg/g。

[0051]实施例6

[0052]取制得的锂云母冶炼渣吸附材料投入到初始浓度为1000 mg/L的100 mL含铅离子溶液中，吸附材料用量为2.0 g，在水浴恒温摇床中在25℃，转速250 r/min下吸附60分钟后过滤，用电感耦合等离子发射光谱仪测量溶液中残留的铅离子含量。结果表明，对铅离子去除率为99.94%，吸附容量为50.00 mg/g。

[0053]实施例7

[0054]取制得的锂云母冶炼渣吸附材料投入到初始浓度为2000 mg/L的100 mL含铅离子溶液中，吸附材料用量为2.0 g，在水浴恒温摇床中在25℃，转速250 r/min下吸附60分钟后过滤，用电感耦合等离子发射光谱仪测量溶液中残留的铅离子含量。结果表明，对铅离子去除率为99.87%，吸附容量为99.87 mg/g。

[0055]实施例8

[0056]取制得的锂云母冶炼渣吸附材料投入到初始浓度为3000 mg/L的100 mL含铅离子溶液中，吸附材料用量为2.0 g，在水浴恒温摇床中在25℃，转速250 r/min下吸附60分钟后过滤，用电感耦合等离子发射光谱仪测量溶液中残留的铅离子含量。结果表明，对铅离子去除率为94.07%，吸附容量为141.10 mg/g。

[0057]实施例9

[0058]取制得的锂云母冶炼渣吸附材料投入到初始浓度为1000 mg/L的100 mL含铅离子溶液中，吸附材料用量为0.8 g，在水浴恒温摇床中在25℃，转速250 r/min下吸附60分钟后过滤，用电感耦合等离子发射光谱仪测量溶液中残留的铅离子含量。结果表明，对铅离子去除率为97.83%，吸附容量为122.29 mg/g。

[0059]实施例10

[0060]取制得的锂云母冶炼渣吸附材料投入到初始浓度为1000 mg/L的100 mL含铅离子溶液中，吸附材料用量为1.0 g，在水浴恒温摇床中在25℃，转速250 r/min下吸附60分钟后过滤，用电感耦合等离子发射光谱仪测量溶液中残留的铅离子含量。结果表明，对铅离子去除率为99.37%，吸附容量为99.37 mg/g。

[0061]实施例11

[0062]取制得的锂云母冶炼渣吸附材料投入到初始浓度为1000 mg/L的100 mL含铅离子溶液中，吸附材料用量为1.3 g，在水浴恒温摇床中在25℃，转速250 r/min下吸附60分钟后过滤，用电感耦合等离子发射光谱仪测量溶液中残留的铅离子含量。结果表明，对铅离子去除率为99.81%，吸附容量为76.78 mg/g。

[0063]实施例12

[0064]取制得的锂云母冶炼渣吸附材料投入到初始浓度为1000 mg/L的100 mL含铅离子溶液中，吸附材料用量为1.5 g，在水浴恒温摇床中在25℃，转速250 r/min下吸附60分钟后过滤，用电感耦合等离子发射光谱仪测量溶液中残留的铅离子含量。结果表明，对铅离子去除率为99.76%，吸附容量为66.51 mg/g。

[0065]实施例13

[0066]取制得的锂云母冶炼渣吸附材料投入到初始浓度为1000 mg/L的100 mL含铅离子溶液中，吸附材料用量为2.0 g，在水浴恒温摇床中在25℃，转速250 r/min下吸附60分钟后过滤，用电感耦合等离子发射光谱仪测量溶液中残留的铅离子含量。结果表明，对铅离子去除率为99.88%，吸附容量为49.94 mg/g。

[0067]以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

说明书附图(1)