一种重金属沉降剂及其应用的制作方法

本发明属于重金属沉降剂，具体涉及一种重金属沉降剂及其应用。

背景技术：

1、新兴工业的快速发展，虽然给人们的生活带来了极大的便利，但是各种矿山开采、金属冶炼、电镀工业、化肥工业等产生大量含重金属废水，并排入环境水体中，导致环境水体中的重金属含量急剧升高，造成了严重的环境污染，并且会导致人与动物的急慢性中毒，能够通过在人体内积累以及食物链生物蓄积作用，引起各种疾病，甚至导致死亡，严重威胁人类的身体健康。

2、目前，对于重金属污水的处理方法，主要是包括化学沉淀法、电解法、离子交换法、膜处理法、溶剂萃取法和置换法等，其中化学沉淀法是成本最低、操作最简单的一种方法，其也是重金属污水处理的首选方法；

3、因此，提供一种去除污水中重金属离子的方法，操作简单，生产成本低是现有技术亟待研发的一项难题。

4、对此，技术人员研发了重金属沉降剂，其是一种含硫化合物，它通过硫族与重金属稳定结合并发生化学反应，形成稳定的有机金属化合物，不易溶解，在水溶液中形成固体沉淀，进而被分离去除；

5、重金属沉降剂重金属沉降剂具有强大的螯合能力，能有效的与重金属发挥化学反应生成不溶物，并且具有良好的毒理学和生物学特性，操作安全性高。

6、cn110655160a公开了一种重金属捕捉金的制备方法，包括：步骤1，将聚丙烯酸钠溶解在蒸馏水中，然后加入海藻酸钠超声搅拌至完全溶解，得到海藻酸钠-聚丙烯酸钠混合液；步骤2，将聚丙烯酸钠溶解液减压蒸馏形成粘稠液，然后加入模具中微加热固化呈球状，然后将海藻酸钠-聚丙烯酸钠混合液喷雾在聚丙烯酸钠球表面，恒温烘干形成微球结构；步骤3，将二硫化碳和二甲胺加入至无水乙醇中搅拌均匀，形成粘稠状，然后利用注射器缓慢注入至上述微球中心，得到包覆性微球结构；步骤4，将氯化钙溶解在乙醇水中形成稀溶液，然后将氯化钙稀溶液喷洒在微球表面，静置得到包覆微球；步骤5，将包覆微球表面包覆吸水纸进行恒温静置2-4h，去除后得到重金属捕捉微球。

7、该方法制得的重金属捕捉剂，实现了快速絮凝效果，防止絮凝剂的残留，提升了重金属的处理效果，但是其受环境影响较大，在低温环境下对于重金属的吸附效果较差，对于重金属的吸附性能不稳定。

技术实现思路

1、为了解决现有技术存在的技术问题，本发明提供了一种重金属沉降剂及其应用，对于重金属的吸附效果好，在低温环境下对于重金属仍然具备较好的吸附效果。

2、针对上述技术问题，本发明采取以下技术方案：

3、一种重金属沉降剂，包括二硫代氨基甲酸改性复合物、聚丙烯酰胺；

4、所述二硫代氨基甲酸改性复合物、聚丙烯酰胺的质量比为18.1:2.8；

5、所述二硫代氨基甲酸改性复合物的制备方法，具体如下：

6、1.制备改性蒙脱石

7、(1)初步改性

8、将蒙脱石与去离子水混合，然后加入硬脂酸、聚乙烯吡咯烷酮，在超声作用下进行球磨处理，球磨介质为氧化锆球，球磨转速为175-188rpm，超声频率为55-60khz，超声功率为134-144w，处理时间为35-40min，经干燥，制得初步改性蒙脱石；

9、所述蒙脱石的粒径为310-340nm，sio2的质量含量为58.5-58.9%，al2o3的质量含量为14.2-14.5%；

10、所述蒙脱土、去离子水、硬脂酸、聚乙烯吡咯烷酮的质量比为15-19:116-125:1.3-1.6:1.6-2.0；

11、（2）二次改性

12、将初步改性蒙脱石置于密闭容器中，然后通入乙醇溶液和聚乙二醇，搅拌均匀后，加入kh560，以1.0-1.5℃/min的速率升温至73-79℃，控制压力为1.1-1.3mpa，搅拌反应5.8-6.2h，搅拌反应结束后，降低至室温，过滤干燥，制得改性蒙脱石；

13、所述乙醇溶液的质量浓度为40-44；

14、所述初步改性蒙脱石、乙醇溶液、聚乙二醇、kh560的质量比为12-14:145-155:1.6-1.8:1.2-1.4。

15、2.接枝

16、将改性蒙脱石置于n，n-二甲基甲酰胺中，加入乙二胺、聚乙烯亚胺，搅拌均匀后加入醛基化瓜尔胶，进行超声处理，超声时间为18-22min，超声功率为124-135w，超声处理结束后，在氮气气氛下进行搅拌反应，反应温度为68-72℃，反应时间为6.4-6.6h，搅拌转速为115-124rpm，反应结束后，经过滤洗涤干燥，制得复合物；

17、所述改性蒙脱石、n，n-二甲基甲酰胺的质量体积比为5.1-5.5g:38.-420ml；

18、所述改性蒙脱石、乙二胺、聚乙烯亚胺、醛基化瓜尔胶的质量比为5.1-5.5:6.0-6.4:4.5-4.9:3.5-3.7；

19、所述醛基化瓜尔胶的制备方法为，将6.8-7.2g瓜尔胶溶于90-94g去离子水中，加入12.5-13.2g过氧化氢，搅拌均匀后干燥，制得醛基化瓜尔胶。

20、3.二硫代氨基甲酸化反应

21、将复合物置于氢氧化钠溶液中，混合均匀后，在搅拌状态下滴加二硫化碳，控制滴加速率为1.0-1.4ml/min，搅拌转速为137-146rpm，加入完毕后，升高温度至38-42℃，进行搅拌反应，反应时间为4.2-4.4h，反应结束后，干燥制得二硫代氨基甲酸改性复合物；

22、所述氢氧化钠溶液的质量浓度为28-32%；

23、所述复合物、氢氧化钠溶液、二硫化碳的质量比为9.6-10.3g:364-375ml:9.5-10.5ml。

24、一种重金属沉降剂在废水中的应用，所述重金属沉降剂的加入量为0.5g/l。

25、与现有技术相比，本发明取得了以下有益效果：

26、1. 本发明先对蒙脱石进行初步改性，在超声-球磨协同处理的作用下，蒙脱石之间发生高速碰撞，使得内部产生晶格畸变和晶格缺陷，增加了蒙脱土的比表面积，增强了蒙脱石的活性，使得蒙脱石呈现单独分散的状态，在增加比表面积的同时，粒径分布更加均匀，提高了分散性能，再经过二次改性，使得蒙脱石包面富含环氧基团，在接枝步骤中，使得蒙脱石表面的环氧基团与乙二胺、聚乙烯亚胺的氨基基团进行开环反应，并且乙二胺、聚乙烯亚胺的氨基基团可以与醛基化瓜尔胶的醛基进行反应，使得乙二胺、聚乙烯亚胺、蒙脱石和瓜尔胶牢固的结合在一起，形成了交联的网状结构，吸附容量大，稳定性好，并且表面含有丰富的伯胺、仲胺和叔胺等活性位点，与重金属离子发生螯合吸附，进而提高了对于重金属的吸附沉降性能，最后经过二硫代氨基甲酸改性制得的重金属沉降剂，对于重金属的沉降性能好，稳定性佳，在低温下仍然具备较好的重金属螯合能力，沉降性能稳定；

27、2.本发明的重金属沉降剂，控制废水ph为4.2，处理的温度为25℃，对于废水中的镍去除率为98.33-98.75%，铬去除率为99.02-99.32%，钴去除率为97.15-97.62%，铅去除率为96.94-97.34%，汞去除率为95.99-96.58%，锰去除率为96.14-96.65%；

28、3.本发明的重金属沉降剂，控制废水ph为4.2，处理的温度为5℃，对于废水中的镍去除率为94.40-96.58%，铬去除率为94.47-96.44%，钴去除率为93.75-95.86%，铅去除率为91.41-93.93%，汞去除率为91.19-92.72%，锰去除率为92.68-94.23%。