夏威夷果壳活性炭的制备方法及其对含铀废水的处理方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种活性炭的制备方法，特别是指夏威夷果壳活性炭的制备方法，本发明还涉及放射性废水处理领域，特别涉及一种含铀废水的处理方法。
【背景技术】
[0002]铀兼具双重毒害(化学毒性和放射性)，且易在生物体中大量蓄积、不易通过新陈代谢排出。含铀废水的处理方法主要有蒸发浓缩法、吸附法、离子交换法、化学沉淀法和膜分离法等。当前，国内外开始关注使用生物材料吸附法处理含铀废水的研宄，例如，采用细菌、真菌、植物等对含铀废水的吸附实验。其中，生物基活性炭由于生物吸附材料来源广泛、成本低、吸附速率快、处理效率高、PH值和温度的适应范围较广，从而具有很大的发展空间。总体上，我国对含铀(VI)废水的处理实验研宄还比较缺乏，尤其是生物基活性炭处理含铀(VI)废水的工艺更是鲜见报道。主要有以下两篇:姚俊等研宄者“Removal of uraniumfrom aqueous solut1n by using activated palm kernel shell carbon:adsorpt1nequilibrium and kinetics (译为:棕榈壳活性炭去除溶液中的铀:吸附平衡及动力学)”，((Journal of Rad1analytical and Nuclear Chemistry》，2014 年 301 期，报道说米用棕榈壳活性炭处理模拟含铀废水(50mg/L)，活性炭加入量为lg/L，吸附时间120min，对铀的去除率达到94.3%。李小燕等(“花生壳活性炭吸附溶液中的铀”，《化工环保》，2013年第33卷)报道，将花生壳活性炭加入量控制在0.5g/L、溶液pH为5.5、吸附时间为150min的较佳条件下，对质量浓度为30mg/L的模拟含铀(VI)废水的吸附量为56.37mg/g，铀去除率为93.94%。当前报道的两种活性炭处理含铀废水，具有处理成本低、铀去除率高，且铀便于回收利用的优点。但仍存在需要提升与改善的空间:1.最佳条件下处理的目标铀浓度较高(30-50mg/L)，尚无中、低铀浓度(5-15mg/L)的高效活性炭处理方法。2.活性炭处理含铀废水的效率还有待进一步提升。关于以夏威夷果壳制备活性炭来处理含铀废水国内外均未见报道。
【发明内容】
[0003]本发明提出一种夏威夷果壳活性炭的制备方法，制备方法简单，且易于操作控制，成本低廉。
[0004]本发明还提出一种夏威夷果壳活性炭对含铀废水的处理方法，解决了现有技术中尚无中、低铀浓度(5-15mg/L)的高效活性炭处理方法，现有技术中活性炭处理含铀废水的效率低等问题。
[0005]本发明的技术方案是这样实现的:夏威夷果壳活性炭的制备方法，包括以下步骤:将夏威夷果壳洗净，40?70°C恒温烘干后与质量百分比浓度为50%?70 %的H3PO4溶液按质量比为3:2?2:1浸泡9?13h，在活化温度为600?800°C的条件下放入马弗炉中灼烧100?140min，然后用加热微沸的纯水将其反复洗涤，最后一次洗过活性炭的纯水为中性，置于烘箱里烘干，研磨后过80?110目筛。
[0006]优选的，所述的夏威夷果壳活性炭的制备方法，包括以下步骤:将夏威夷果壳洗净，60°C恒温烘干后与质量百分比浓度为50%的H3PO4S液按质量比为2:1浸泡12h，在活化温度为700°C的条件下放入马弗炉中灼烧120min，然后用加热微沸的纯水将其反复洗涤，最后一次洗过活性炭的纯水为中性，置于烘箱里烘干，研磨后过100目筛，储放于试剂瓶里待用。
[0007]含铀废水的处理方法，包括以下步骤:将质量浓度为5_15mg/L的含铀废水的pH调节为5?6，加入权利要求1或2所述的制备方法制得的夏威夷果壳活性炭0.8-1.2g/L,在25±5°C的室温条件下，搅拌强度130?170r/min持续搅拌30_180min，铀去除率可达90-98.5% ο
[0008]优选的，所述的含铀废水的处理方法，包括以下步骤:将质量浓度为5_15mg/L的含铀废水的PH调节为5?6，加入权利要求1或2所述的制备方法制得的夏威夷果壳活性炭0.8-1.2g/L，在25±5°C的室温条件下，搅拌强度150r/min持续搅拌30_180min，铀去除率可达90-98.5%。
[0009]本发明的有益效果为:本发明涉及的夏威夷果壳制作生物基活性炭的制备工艺过程比起传统方法要简单，且易于操作控制，成本低廉。本发明制得的夏威夷果壳活性炭能够处理中、低浓度的含铀废水(5-15mg/L)，可以达到铀去除率90% -98.5%，能满足现有铀矿冶企业产生的含铀废水浓度要求。本发明夏威夷果壳活性炭的制备方法获得的生物基活性炭比表面积大、孔隙率高、稳定性好，易于保存，是处理中、低浓度含铀废水的良好功能材料，为含铀废水的深度处理打下了良好的基础。
【附图说明】
[0010]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0011]图1为本发明夏威夷果壳活性炭的制备制得的夏威夷果壳活性炭对含铀废水的处理方法的一个实施例的工艺流程图。
【具体实施方式】
[0012]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0013]发明人根据本发明提供的内容制备得到夏威夷果壳活性炭，制备方法如下:
[0014]将夏威夷果壳洗净，60°C恒温烘干后与质量百分比浓度为50%的H3PO4S液按质量比为2:1浸泡12h，在活化温度为700°C的条件下放入马弗炉中灼烧120min，然后用加热微沸的纯水将其反复洗涤，最后一次洗过活性炭的纯水为中性，置于烘箱里烘干，研磨后过100目筛，储放于试剂瓶里待用。
[0015]将质量浓度为5-15mg/L的含铀废水的pH调节为5?6，加入权利要求1或2所述的制备方法制得的夏威夷果壳活性炭0.8-1.2g/L，在25±5°C的室温条件下，搅拌强度150r/min持续搅拌30_180min，铀去除率可达90-98.5%。
[0016]实施例1:
[0017]将夏威夷果壳活性炭按质量体积浓度0.8g/L投加到质量浓度为5mg/L的含铀模拟废水中，将PH调节为6、在搅拌强度150r/min下持续搅拌120min，活性炭对铀去除率达到 91.5%o
[0018]实施例2:
[0019]将夏威夷果壳活性炭按质量体积浓度0.8g/L投加到，质量浓度为10mg/L的含铀模拟废水中，将PH调节为6、在搅拌强度150r/min下持续搅拌120min，活性炭对铀去除率达到95.3%o
[0020]实施例3:
[0021]将夏威夷果壳活性炭按质量体积浓度0.8g/L投加到，质量浓度为15mg/L的含铀模拟废水中，将PH调节为6、在搅拌强度150r/min下持续搅拌120min，活性炭对铀去除率达到96%。
[0022]实施例4:
[0023]将夏威夷果壳活性炭按质量体积浓度0.8g/L投加到，质量浓度为15mg/L的含铀模拟废水中，将PH调节为6、在搅拌强度150r/min下持续搅拌30min，活性炭对铀去除率达到 90%。
[0024]实施例5:
[0025]将夏威夷果壳活性炭按质量体积浓度1.2g/L投加到，质量浓度为15mg/L的含铀模拟废水中，将PH调节为6、在搅拌强度150r/min下持续搅拌120min，活性炭对铀去除率达到98.5%o
[0026]由上述实施案例可见，随着夏威夷果壳活性炭投加量与初始铀浓度的提高，对溶液的铀去除率会大幅提升。这可能是吸附位点的数量增多，缩短了吸附达到平衡的时间，铀溶液的去除率得以升高。搅拌时间过短不利于活性炭吸附剂与溶液中铀酰离子的充分接触，要给予适当长的搅拌时间才会达到最佳效果。
[0027]以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.夏威夷果壳活性炭的制备方法，其特征在于包括以下步骤:将夏威夷果壳洗净，40?70°C恒温烘干后与质量百分比浓度为50%?70%的H3PO4S液按质量比为3:2?2:1浸泡9?13h，在活化温度为600?800°C的条件下放入马弗炉中灼烧100?140min，然后用加热微沸的纯水将其反复洗涤，最后一次洗过活性炭的纯水为中性，置于烘箱里烘干，研磨后过80?110目筛。2.如权利要求1所述的夏威夷果壳活性炭的制备方法，其特征在于包括以下步骤:将夏威夷果壳洗净，600C恒温烘干后与质量百分比浓度为50 %的H3PO4S液按质量比为2:1浸泡12h，在活化温度为700°C的条件下放入马弗炉中灼烧120min，然后用加热微沸的纯水将其反复洗涤，最后一次洗过活性炭的纯水为中性，置于烘箱里烘干，研磨后过100目筛，储放于试剂瓶里待用。3.含铀废水的处理方法，其特征在于包括以下步骤:将质量浓度为5-15mg/L的含铀废水的PH调节为5?6，加入权利要求1或2所述的制备方法制得的夏威夷果壳活性炭0.8-1.2g/L，在25±5°C的室温条件下，搅拌强度130?170r/min持续搅拌30_180min，铀去除率可达90-98.5%。4.如权利要求3所述的含铀废水的处理方法，其特征在于包括以下步骤:将质量浓度为5-15mg/L的含铀废水的pH调节为5?6，加入权利要求1或2所述的制备方法制得的夏威夷果壳活性炭0.8-1.2g/L,在25±5°C的室温条件下，搅拌强度150r/min持续搅拌30-180min，铀去除率可达 90-98.5%。
【专利摘要】本发明提出了夏威夷果壳活性炭的制备方法，包括以下步骤：将夏威夷果壳洗净，60℃恒温烘干后与质量百分比浓度为50％的H3PO4溶液按质量比为2:1浸泡12h，在活化温度为700℃的条件下灼烧120min，然后用加热微沸的纯水将其反复洗涤，最后一次洗过活性炭的纯水为中性，烘干，研磨后过100目筛，储放于试剂瓶里待用。本发明还提出了含铀废水的处理方法，包括以下步骤：将质量浓度为5-15mg/L的含铀废水的pH调节为5～6，加入权利要求1或2所述的制备方法制得的夏威夷果壳活性炭0.8-1.2g/L，在25±5℃的室温条件下，搅拌强度150r/min持续搅拌30-180min。本发明夏威夷果壳活性炭的制备方法简单，成本低廉。本发明制得的夏威夷果壳活性炭能够处理中、低浓度的含铀废水(5-15mg/L)，可以达到铀去除率90％-98.5％。
【IPC分类】C01B31/12, B09B3/00
【公开号】CN104986765
【申请号】CN201510448181
【发明人】王津, 刘娟, 上官琦佩, 陈永亨, 张平, 李伙生, 陈迪云, 宋刚, 吴启航
【申请人】广州大学
【公开日】2015年10月21日
【申请日】2015年7月27日