一种利用安山玢岩矿物吸附重金属铅离子的方法

摘要

本发明公开了一种矿物吸附重金属铅离子的方法。该方法以安山玢岩为吸附材料吸附重金属铅离子。主要技术特征是：安山玢岩矿物经粉碎的一定粒度，在适合的pH下，经过一定的吸附时间，安山玢岩对Pb

说明书

技术领域

本发明属于污水处理领域，具体地说，利用安山玢岩矿物处理选矿、冶炼和工业生产的含铅重金属离子废水，使铅达到可排放标准。

背景技术

随着现代工业的快速发展, 重金属离子对环境的污染已越来越严重, 给人类的生存带来极大的威胁。为了保护和改善人类的生存环境, 人们对重金属离子的处理越来越重视, 重金属离子的处理主要有化学沉淀法、吸附法、离子交换法、借助微生物或植物的吸收、积累、富集等方法。天然矿物是自然界中广泛存在并且容易得到的物质, 利用矿物去除废水中重金属离子具有重要发展前景。但作为吸附材料的矿物质吸附水体中的重金属离子必需具有大的比表面积，其中沸石、硅藻土、高岭土做为重金属离子的吸附剂被广泛的研究。安山玢岩矿物是中酸性火山岩中一种熔岩，它的主要特征为斑状结构，斑晶多以斜长石为主，故称安山玢岩。安山玢岩矿石由两部分组成：火山碎屑物和胶结物。火山碎屑物以安山岩角砾为主，碎屑物的含量30~60%，其矿物成分为斜长石、辉石、角闪石等；胶结物以火山灰分解物质为主。经初步勘测，安山玢岩矿储量巨大，矿山所含安山玢岩的储量在一亿吨以上。矿石性脆，硬度小，机械加工性能良好。本发明将安山玢岩矿物粉末（小于200目）用于吸附重金属铅离子，矿物质对Pb²⁺的最大吸附量为227mg/g，吸附力强，用于含铅废水的处理，具有广阔的应用前景。

发明内容

本发明的目的是提供一种利用安山玢岩矿物吸附重金属铅离子的方法。特征在于该方法具有以下工艺步骤：

（1）安山玢岩矿物用于吸附重金属Pb²⁺：安山玢岩矿物经开采后粉碎过200目筛。移取49.6244mg/mLPb²⁺溶液4.00~6.00mL放入500mL烧杯中，加入200mL蒸馏水，用1mol/LNaOH和1mol/LHCl溶液调节pH4.5~5.5，酸度计准确测定，加入1.00~2.00g安山玢岩矿物，放在磁力搅拌器上搅拌1.0~2.0h，以6000~8000r/min离心分离5min，取上清液，用原子吸收法测定铅；

（2）安山玢岩矿物的解吸附：将吸附Pb²⁺后的安山玢岩矿物于110~120℃烘干2.0~3.0h，称取1.00~2.00g，至200mL烧杯中，加入20.0mL0.30~0.40mol/L HNO₃，搅拌20~40min，用中速定量滤纸过滤，用蒸馏水洗涤，滤液定容，稀释，用原子吸收法测定铅，滤渣于110~120℃烘干2.0~3.0h，得到再生安山玢岩矿物；

（3）再生安山玢岩矿物吸附重金属Pb²⁺：移取49.6244mg/mLPb²⁺溶液1.00~2.00mL放入500mL烧杯中，加入200mL蒸馏水，用1mol/LNaOH和1mol/LHCl溶液调节pH4.5~5.5，加入1.00~2.00g再生安山玢岩矿物，搅拌1.0~2.0h，以6000~8000r/min离心分离5min，取上清液，稀释，用原子吸收法测定铅。

本发明体现的优势和特点是：

（1）本发明采用安山玢岩矿物作为吸附重金属铅离子的吸附材料，吸附性能优良；

（2）本发明采用安山玢岩矿物吸附重金属铅离子，吸附率高，吸附容量大，操作简便，可用于重金属铅离子污水处理；

（3）安山玢岩储量大，易加工，不需经过改性，直接用于吸附重金属铅离子，成本低，吸附后的矿物解吸方便，可重复利用。

具体实施方式下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外还应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明做各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

实施例1

（1）标准Pb²⁺溶液的配制

称取Pb( NO₃)₂20.0g，于300mL烧杯中，用去离子水溶解，加5~6滴1mol/L HNO₃， 定容到500mL容量瓶中，摇匀。用0.1065mol/L的标准EDTA 溶液滴定, 用二甲酚橙作指示剂滴定至亮黄色，重复3次，最后测得Pb(NO₃)₂ 储备液的浓度为0.2395mo l/L（含Pb²⁺49.6244mg/mL）。 用移液管移取5.05mLPb(NO₃)₂储备液与250mL容量瓶中，加5~6滴1mol/L HNO₃，定容，摇匀，此溶液含Pb²⁺为1.0024mg/mL。取含Pb²⁺为1.0024mg/mL溶液10.00 mL于100 mL容量瓶，加2~3滴1mol/L HNO₃, 定容，摇匀，此溶液含Pb²⁺为0.1002mg/mL；

（2）Pb²⁺标准系列的配制和测定

分别移取0.1002mg /mL的Pb²⁺标准溶液0.00、0.50、1.00、1.50、2.50、3.50、5.00mL于50mL容量瓶中，用二次去离子水稀释到刻度，摇匀，此系列含Pb²⁺分别为0.00、1.00、2.00、3.00、5.00、7.01、10.02μg/mL。用原子吸收法（吸收波长为283.3 nm）测定标准系列溶液的吸光度A；

（3）安山玢岩矿物用于吸附重金属Pb²⁺：

安山玢岩矿物经开采后粉碎过200目筛。移取49.6244mg/mLPb²⁺溶液4.00mL，放入500mL烧杯中，加入200mL蒸馏水，用1mol/LNaOH和1mol/LHCl溶液调节pH4.5，酸度计准确测定，加入1.00g安山玢岩矿物，放在磁力搅拌器上搅拌1.0h，以6000~8000r/min离心分离5min，取上清液，用原子吸收法测定铅。

实施例2

（1）标准Pb^2 +溶液的配制

称取Pb( NO₃)₂20.0g，于300mL烧杯中，用去离子水溶解，加5~6滴1mol/L HNO₃， 定容到500mL容量瓶中，摇匀。用0.1065mol/L的标准EDTA 溶液滴定, 用二甲酚橙作指示剂滴定至亮黄色，重复3次，最后测得Pb(NO₃)₂ 储备液的浓度为0.2395mo l/L（含Pb²⁺49.6244mg/mL）。 用移液管移取5.05mLPb(NO₃)₂储备液与250mL容量瓶中，加5~6滴1mol/L HNO₃，定容，摇匀，此溶液含Pb²⁺为1.0024mg/mL。取含Pb²⁺为1.0024mg/mL溶液10.00 mL于100 mL容量瓶，加2~3滴1mol/L HNO₃, 定容，摇匀，此溶液含Pb²⁺为0.1002mg/mL；

（2）Pb²⁺标准系列的配制和测定

分别移取0.1002mg/mL的Pb²⁺标准溶液0.00、0.50、1.00、1.50、2.50、3.50、5.00mL于50mL容量瓶中，用二次去离子水稀释到刻度，摇匀，此系列含Pb²⁺分别为0.00、1.00、2.00、3.00、5.00、7.01、10.02μg/mL。用原子吸收法（吸收波长为283.3 nm）测定标准系列溶液的吸光度A；

（3）安山玢岩矿物用于吸附重金属Pb²⁺

安山玢岩矿物经开采后粉碎过200目筛。移取49.6244mg/mLPb²⁺溶液5.00mL，放入500mL烧杯中，加入200mL蒸馏水，用1mol/LNaOH和1mol/LHCl溶液调节pH5.0，酸度计准确测定，加入1.00g安山玢岩矿物，放在磁力搅拌器上搅拌1.5h，以6000~8000r/min离心分离5min，取上清液，用原子吸收法测定铅，安山玢岩矿物对Pb²⁺最大吸附容量为227 mg/g，最高吸附率可达91.5%，安山玢岩矿物对Pb²⁺具有良好的吸附性能。

实施例3

（1）标准Pb^2 +溶液的配制

称取Pb( NO₃)₂20.0g，于300mL烧杯中，用去离子水溶解，加5~6滴1mol/L HNO₃， 定容到500mL容量瓶中，摇匀。用0.1065mol/L的标准EDTA 溶液滴定, 用二甲酚橙作指示剂滴定至亮黄色，重复3次，最后测得Pb(NO₃)₂ 储备液的浓度为0.2395mo l/L（含Pb²⁺49.6244mg/mL）。 用移液管移取5.05mLPb(NO₃)₂储备液与250mL容量瓶中，加5~6滴1mol/L HNO₃，定容，摇匀，此溶液含Pb²⁺为1.0024mg/mL。取含Pb²⁺为1.0024mg/mL溶液10.00 mL于100 mL容量瓶，加2~3滴1mol/L HNO₃, 定容，摇匀，此溶液含Pb²⁺为0.1002mg/mL；

（2）Pb²⁺标准系列的配制和测定

分别移取0.1002mg/mL的Pb²⁺标准溶液0.00、0.50、1.00、1.50、2.50、3.50、5.00mL于50mL容量瓶中，用二次去离子水稀释到刻度，摇匀，此系列含Pb²⁺分别为0.00、1.00、2.00、3.00、5.00、7.01、10.02μg/mL。用原子吸收法（吸收波长为283.3 nm）测定标准系列溶液的吸光度A；

（3）安山玢岩矿物用于吸附重金属Pb²⁺

安山玢岩矿物经开采后粉碎过200目筛。移取49.6244mg/mLPb²⁺溶液6.00mL，放入500mL烧杯中，加入200mL蒸馏水，用1mol/LNaOH和1mol/LHCl溶液调节pH5.5，酸度计准确测定，加入1.00g安山玢岩矿物，放在磁力搅拌器上搅拌2.0h，以6000~8000r/min离心分离5min，取上清液，用原子吸收法测定铅。

实施例4

安山玢岩矿物的解吸附：将吸附Pb²⁺后的安山玢岩矿物于110~120℃烘干2.0h，称取1.00g，至200mL烧杯中，加入20.0mL 0.30mol/L HNO₃，搅拌20min，用中速定量滤纸过滤，用蒸馏水洗涤，滤液定容，稀释，用原子吸收法测定铅，解吸率为92.0%。滤渣于110~120℃烘干2.0~3.0h，得到再生安山玢岩矿物。

实施例5

安山玢岩矿物的解吸附：将吸附Pb²⁺后的安山玢岩矿物于110~120℃烘干2.0h，称取1.00g，至200mL烧杯中，加入20.0mL 0.35mol/L HNO₃，搅拌30min，用中速定量滤纸过滤，用蒸馏水洗涤，滤液定容，稀释，用原子吸收法测定铅。

实施例6

安山玢岩矿物的解吸附：将吸附Pb²⁺后的安山玢岩矿物于110~120℃烘干2.0h，称取1.00g，放入200mL烧杯中，加入20.0mL0.40mol/L HNO₃，搅拌40min，用中速定量滤纸过滤，用蒸馏水洗涤，滤液定容，稀释，用原子吸收法测定铅。

实施例7

再生安山玢岩矿物用于吸附重金属Pb²⁺：移取49.6244mg/mL Pb²⁺标准溶液1.00mL于500mL烧杯中，加入200mL蒸馏水，用1mol/LNaOH和1mol/LHCl溶液调节pH4.5，酸度计准确测定，加入1.00g再生安山玢岩矿物，搅拌1.5h，以6000~8000r/min离心分离5min，取上清液，用原子吸收法测定铅。

实施例8

再生安山玢岩矿物用于吸附重金属Pb²⁺：移取49.6244mg/mL Pb²⁺标准溶液2.00mL于500mL烧杯中，加入200mL蒸馏水，用1mol/LNaOH和1mol/LHCl溶液调节pH5.0，酸度计准确测定，加入1.00g再生安山玢岩矿物，搅拌1.5h，以6000~8000r/min离心分离5min，取上清液，用原子吸收法测定铅，解吸后安山玢岩矿物对Pb²⁺二次吸附最大容量为65 mg/g。

 实施例9

再生安山玢岩矿物用于吸附重金属Pb²⁺：移取49.6244mg/mL Pb²⁺标准溶液2.00mL于500mL烧杯中，加入200mL蒸馏水，用1mol/LNaOH和1mol/LHCl溶液调节pH5.5，酸度计准确测定，加入2.00g再生安山玢岩矿物，搅拌1.5h，以6000~8000r/min离心分离5min，取上清液，用原子吸收法测定铅。