一种用于总铬去除的钢渣转化方法

本发明涉及一种用于总铬去除的钢渣转化方法，属于功能材料领域。

背景技术：

0、技术背景

1、用于冶金、电镀、皮革等行业的废水含有大量的含cr(ⅵ)离子，从而对人类造成危害。cr(ⅵ)具有显著的毒性，人体频繁接触cr(ⅵ)会导致身体组织与器官癌变，当cr(ⅵ)浓度过高时，甚至会导致死亡。消除废水中cr(ⅵ)至关重要，但还原后的cr(iii)产物尤其是在自然环境中，若不及时移除，则会被锰氧化物等二次氧化，重新变为cr(ⅵ)，从而持续危害环境，因此在cr(vi)得以还原成cr(iii)以后，继续吸附固定cr(iii)而实现总铬去除是解决上述问题的有效途径。以钢渣为代表的工业副产品是一种排放量最大的固废，其资源化利用是当前研究的热点之一。通过将钢渣转化为高效的除铬材料可实现固废的高效利用。

2、本发明中，通过控制反应条件，能够有效利用钢渣中富含的fe、ca等元素，将钢渣中铁离子转化为羧酸络合物，将钙离子转化为羟基磷酸钙，从而分别实现了cr(ⅵ)的光照还原以及cr(iii)产物的吸附固定，达到有效除铬的目的。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种用于总铬去除的钢渣转化方法，有效利用了钢渣固废，且方法简单，利于批量制备，可大大降低成本，提高效率，实际应用意义重大。

2、本发明需要解决的是通过简便的反应参数控制而实现钢渣的功能化转化，以便降低成本，实现批量合成。

3、本发明的目的通过以下技术方案予以实现：

4、本发明提供一种用于总铬去除的钢渣转化方法，其特征在于，包括以下步骤：

5、(1)首先将钢渣研磨至30-200目，过筛，所得粉末用有机羧酸在醇水混合溶剂中进行水浴处理，水浴处理温度为50-90℃，水浴处理时间为1-10小时，制得羧基改性的钢渣粉体，其中羧基与表面的fe离子络合；

6、(2)将步骤(1)得到的粉体分散于水中，将悬浊液调配至为碱性(ph＝8-11)，而后加入磷酸盐在水浴中加热反应，水浴反应的温度为60-90℃，水浴反应的时间为5-10小时，制得负载羟基磷灰石的羧基改性钢渣粉体。

7、其中在步骤(1)中，钢渣为富含铁、钙的固体废弃物材料；钢渣粉体的粒度为60目；钢渣粉体：有机羧酸：醇及水的用量关系为(2-5)g:20-40ml:(2-8)ml:(20-40)ml。

8、其中醇为乙醇、乙二醇、丙三醇，优选乙醇；有机羧酸为甲酸、乙酸、丙酸、丁酸、戊酸，优选乙酸；

9、其中，步骤(2)通过加入氨水将悬浊液调配至ph＝8-11。

10、磷酸盐为磷酸氢二铵、磷酸二氢铵、磷酸二氢钠、磷酸氢二钠、磷酸二氢钾、磷酸氢二家，优选磷酸氢二铵；有机羧酸改性钢渣与磷酸盐的质量比为7-10：1，优选9-10：1。

11、制备的负载羟基磷灰石的羧基改性钢渣粉体在可见光辐照下能够实现cr(vi)还原和cr(iii)产物的吸附固定，即用于在可见光辐照下能够实现cr(vi)还原成cr(iii)，同时将所得cr(iii)产物吸附固定，使得溶液中总铬减少；其中优选地，改性钢渣粉体在含cr(vi)溶液中浓度为0.4-0.6mg/l；溶液中的cr(vi)浓度为2-20mg/l，优选5-15mg/l；反应后溶液中cr(vi)浓度经国家标准《水质六价铬的测定二苯碳酰二肼分光光度法》(gb 7467-87)检测，cr(vi)浓度：≤0.1mg/l，经原子发射光谱(icp-aes)检测，总铬cr浓度：≤1mg/l。

12、本发明的有益效果是：本发明的制备方法能够有效将钢渣中的fe、ca元素转化为除铬材料，可实现污水中的总铬去除，重复性好，操作简单，成本低，有效实现了钢渣固废的再利用。

技术特征：

1.一种用于总铬去除的钢渣转化方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，其中在步骤(1)中，钢渣粉体的粒度为60目。

3.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，其中在步骤(1)中，钢渣粉体：有机羧酸：醇及水的用量关系为2-5g:20-40ml:2-8ml:20-40ml。

4.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，钢渣为富含铁、钙的固体废弃物材料；醇选自乙醇、乙二醇、丙三醇，优选乙醇。

5.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，有机羧酸选自甲酸、乙酸、丙酸、丁酸、戊酸，优选乙酸。

6.按照权利要求1的方法，其特征在于，磷酸盐为磷酸氢二铵、磷酸二氢铵、磷酸二氢钠、磷酸氢二钠、磷酸二氢钾、磷酸氢二钾，优选磷酸氢二铵，所用的有机羧酸改性钢渣与磷酸盐的质量比为7-10：1，优选9-10：1。

7.按照权利要求1的方法，其特征在于，通过加入氨水将悬浊液调配至ph＝8-11。

8.按照权利要求1-7任一项所述的方法制备得到的改性钢渣粉体。

9.按照权利要求1-7任一项所述的方法制备得到的改性钢渣粉体的应用，在可见光辐照下能够实现cr(vi)还原和cr(iii)产物的吸附固定。

10.根据权利要求9所述的方法，用于在可见光辐照下能够实现cr(vi)还原成cr(iii)，同时将所得cr(iii)产物吸附固定，使得溶液中总铬减少；改性钢渣粉体在含cr(vi)溶液中浓度为0.4-0.6mg/l；溶液中的cr(vi)浓度为2-20mg/l，优选5-15mg/l；反应后溶液中cr(vi)浓度经国家标准《水质六价铬的测定二苯碳酰二肼分光光度法》(gb 7467-87)检测，cr(vi)浓度：≤0.1mg/l，经原子发射光谱(icp-aes)检测，总铬cr浓度：≤1mg/l。

技术总结一种用于总铬去除的钢渣转化方法，属于功能材料领域。钢渣用有机羧酸在醇水混合溶剂中进行水浴处理，然后将所得粉体分散于水中，将悬浊液调配至为碱性pH＝8‑11，而后加入磷酸盐在水浴中加热反应。本发明中，通过控制反应条件，能够有效利用钢渣中富含的Fe、Ca等元素，将钢渣中铁离子转化为羧酸络合物，将钙离子转化为羟基磷酸钙，从而分别实现了Cr(Ⅵ)的光照还原以及Cr(III)产物的吸附固定，达到有效除铬的目的。因此本发明既实现了钢渣固废的有效利用，又可实现污水中铬污染物的去处，具有较好的经济价值和环境效应。技术研发人员：吴俊书,肖峥媛,王金淑受保护的技术使用者：北京工业大学技术研发日：技术公布日：2024/11/18