本发明涉及重金属处理技术领域，尤其涉及一种分子筛型重金属固化剂的制备方法。
背景技术：
重金属污染已经成为人类生存的最大危害之一。重金属污染可以采用多种不同的技术进行处理，而固化/稳定化技术是国际上处理有毒污染物的主要方法之一。固化/稳定化技术采用固化基材将重金属废物吸附固定或包覆起来，以降低其对环境的危害。最常见的水泥固化技术存在容易被碳化和腐蚀以及耐久性不足，对重金属离子的固化仅为简单的物理包裹等问题。因此迫切需求一种新的高效固化重金属的材料。
沸石分子筛是一类含有大量有序微孔结构的硅铝酸盐，由于具有大的比表面积、良好的稳定性和择形性能而被广泛应用于诸多工业领域。硅铝分子筛因骨架结构中存在铝原子而带有负电荷，故离子交换性能成为硅铝分子筛的固有性能。在软化水质、去除有害金属、洗涤助剂、吸附脱水、催化剂等方面均得到了广泛的应用。
传统的分子筛合成工艺多为硅源、铝源与碱源溶液充分混合形成初始凝胶，经水热反应晶化得到固体，再经洗涤、干燥几个步骤完成。在晶体生长的水热反应过程中，大量的水作为溶剂，占据反应釜内大部分体积，使得单釜产量有限，且由于晶化过程需在高温下完成，大量溶剂的存在使单位产量的能耗较大。同时分子筛单独使用作用有限，无法满足人们的使用需求，因此需要进一步复合和改性以提高分子筛的使用领域和作用效率。
技术实现要素：
本发明目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种分子筛型重金属固化剂的制备方法。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种分子筛型重金属固化剂的制备方法，包括以下步骤：
（1）将铬铁渣粉磨过80-100微米筛，再与磷酸二氢钾按质量比(4-5)：1混合后掺入2%总质量的硼砂，将此混合体系置于常压下的水蒸汽环境中，24-48小时后取出，粉碎过80-100目筛备用；
（2）将甘油和聚乙烯吡咯烷酮按质量比（40-45）：1混合后油浴加热至80-90℃，在300-320转/分下搅拌20-30分钟，至溶液分散完全，之后向其中加入0.5-1%质量分数的硝酸银，先保持温度搅拌10-15分钟，再升温至110-115℃搅拌2-3小时，最后冷却至室温，得纳米银溶胶备用；
（3）按质量比（1-1.5）：（3-4）：（45-55）将氢氧化钠、偏铝酸钠以及水混合搅拌至完全溶解，将此混合体系与导向剂溶液按质量比(1-1.3):1混合后继续搅拌60-120分钟，得初始凝胶，将其在真空下抽滤至无液体滴下，得到半干凝胶再置于反应釜中，升温至100-110℃，晶化5-6小时，完成后将所得产品用清水洗净并烘干，浸没于步骤2所得纳米银溶胶中，升温至65-75℃浸渍20-24小时，之后过滤收集固形产物，晾干后磨细过60-80目筛，得纳米银/沸石分子筛备用；
（4）将四甲基二硅氮烷溶于丙酮中配成质量分数为6-10%的有机溶液，将此有机溶液与步骤1所得产物、步骤3所得纳米银/沸石分子筛按质量比（7-8）：1：（1.2-1.5）混合后加压至2.5-3.5mpa，升温至120-150℃，在100-150转/分下反应3-6小时；
（5）收集步骤4所得产物经过滤后煅烧活化，降至室温后取出粉碎磨细过120-150目筛，即得本发明固化剂。
所述步骤1中铬铁渣中氧化钙含量为45-50%。
所述步骤3中导向剂溶液的配制方法为按质量比（5-5.5）：（1-1.2）：（35-40）：（15-18）将氢氧化钠、偏铝酸钠、水玻璃以及水混合后搅拌陈化10-12小时得到。
所述步骤4中有机溶液、步骤1所得产物、纳米银/沸石分子筛质量比为8：1：1.5。
所述步骤5中煅烧温度为320-360℃，时间为3-5小时。
所述的导向剂的水玻璃中氧化钠质量分数为5-8%，二氧化硅质量分数为18-24%，余量成分为水。
本发明的优点是：
本发明将硅源、铝源与碱源溶液充分混合形成的初始凝胶进行抽滤，去除了其中大部分溶剂，提高了反应釜中的固含量，降低了单位质量分子筛生产能耗，并表现出更高的离子交换速率，同时以甘油同时作为分散介质和还原剂还原银离子，通过浸渍获得纳米银/沸石分子筛，大大简化了复合材料的操作工艺，提高了材料的整体催化性和吸附性，在此基础上对其进行硅烷化改性，并引入钙系磷酸盐化学键合材料，一方面降低了分子筛的静态和动态水吸附量，提高疏水性，减少水吸附造成的重金属固化位点减少，另一方面利用羟基磷灰石对重金属离子进行吸附，在分子筛的催化作用下发生离子交换，形成相应的重金属磷酸盐，分子筛材料内部致密结构提高了对重金属浸出的机械阻滞能力，在化学键合、吸附和物理包裹的三重作用下，加大了重金属离子逸出阻力，从而实现了重金属持久、高效地固化在固化剂中，本发明成本低廉、工艺简单，具有很好的使用价值。
具体实施方式
一种分子筛型重金属固化剂的制备方法，包括以下步骤：
（1）将氧化钙含量为45-50%的铬铁渣粉磨过80微米筛，再与磷酸二氢钾按质量比4.5：1混合后掺入2%总质量的硼砂，将此混合体系置于常压下的水蒸汽环境中，24小时后取出，粉碎过80目筛备用；
（2）将甘油和聚乙烯吡咯烷酮按质量比44：1混合后油浴加热至80℃，在300转/分下搅拌20分钟，至溶液分散完全，之后向其中加入0.5%质量分数的硝酸银，先保持温度搅拌10分钟，再升温至110℃搅拌2小时，最后冷却至室温，得纳米银溶胶备用；
（3）按质量比1.5：3.5：50将氢氧化钠、偏铝酸钠以及水混合搅拌至完全溶解，将此混合体系与导向剂溶液按质量比1.2:1混合后继续搅拌60分钟，得初始凝胶，将其在真空下抽滤至无液体滴下，得到半干凝胶再置于反应釜中，升温至100℃，晶化5小时，完成后将所得产品用清水洗净并烘干，浸没于步骤2所得纳米银溶胶中，升温至65℃浸渍20小时，之后过滤收集固形产物，晾干后磨细过60目筛，得纳米银/沸石分子筛备用，其中导向剂溶液的配制方法为按质量比5.5：1.2：38：16将氢氧化钠、偏铝酸钠、水玻璃以及水混合后搅拌陈化10小时得到，水玻璃中氧化钠质量分数为7%，二氧化硅质量分数为21%，余量成分为水；
（4）将四甲基二硅氮烷溶于丙酮中配成质量分数为6%的有机溶液，将此有机溶液与步骤1所得产物、步骤3所得纳米银/沸石分子筛按质量比8：1：1.5混合后加压至2.5mpa，升温至120℃，在100转/分下反应3小时；
（5）收集步骤4所得产物经过滤后煅烧活化，煅烧温度为320℃，时间为3小时，之后降至室温后取出粉碎磨细过120目筛，即得本发明固化剂。