技术领域本发明属废物资源化利用和水处理技术领域，具体涉及一种改性蛋壳磁性吸附剂的制备方法及去除水中重金属的方法。
背景技术：
随着生活水平的提高和食品行业的发展，人民在日常生活中需要消耗大量的禽蛋，蛋壳作为一种废弃物，通常是采用填埋处理，易引起严重的环境污染，而蛋壳的主要成分是碳酸钙，其利用潜力很大。而利用蛋壳做吸附剂来处理重金属废水，是目前很多人研究的课题，名称为一种蛋壳重金属离子吸附剂及其制备方法，专利号为201210119055的专利文件中，介绍了利用蛋壳作为重金属离子吸附剂的制备方法，该方法将蛋壳在碱溶液中浸泡后除去内膜，然后洗浄、过滤，在干燥箱中进行干燥后置入热处理炉中煅烧，然后冷却即成。采用该方法制成的吸附剂，虽然有一定的吸附性能，但是吸附效率低，吸附剂难以回收，不能重复利用，因此有必要提出改进。
技术实现要素：
本发明解决的技术问题：一种改性蛋壳磁性吸附剂的制备方法及去除水中重金属的方法，利用生活废弃物蛋壳作为原料，通过化学和物理改性赋予其磁性获得了廉价、优良、稳定、环保以及易于回收的重金属废水吸附磁性环境材料，具有较高的实用价值。本发明采用的技术方案：改性蛋壳磁性吸附剂的制备方法，包含下述步骤：1)蛋壳的化学改性：将收集的蛋壳集中进行水洗，然后放入干燥箱中加温至60℃-80℃烘干，干燥后的蛋壳粉碎过80-120目筛，将蛋壳粉和水按1:2比例浸泡并加入蛋壳粉重量5％的改性试剂，按150-180转/min的速度震荡1.5-2h获得改性蛋壳溶液；2)蛋壳中间品的制备：将铁盐加入去离子水中充分溶解得铁盐溶液，然后将亚铁盐加入铁盐溶液中充分溶解得混合溶液，将混合溶液加温至50℃-60℃并按400-800转/min的速度搅拌反应30min左右，将改性蛋壳溶液加入混合溶液中得蛋壳溶液，用5％碱溶液将蛋壳溶液的pH值调至9-10，然后升温至70℃-80℃，并按400-800转/min的速度搅拌反应2h左右，直接过滤得滤品，然后用清水和酒精交替将滤品洗涤至中性后加温至60℃-80℃烘干得蛋壳中间品，上述步骤均在惰性气体保护下进行；3)物理改性：将蛋壳中间品放入马弗炉中并充入惰性气体，加温至450℃-540℃保温2h左右后取出，室温下冷却即得成品磁性吸附剂。上述步骤1)中，所述改性试剂为氯化锌、氯化镁或两者的混合物，当为两者的混合物时，所述氯化锌与氯化镁的混合比例为1:2。上述步骤2)中，所述铁盐和亚铁盐的加入比例为1:2，两者与去离子水的比例为1：20。上述步骤2)中，所述蛋壳溶液中，改性蛋壳溶液和混合溶液的比例为2:3。上述步骤2)和步骤3)中，所述惰性气体为氮气。上述步骤2)中，所述碱溶液为氢氧化钠或氨水。还提供一种改性蛋壳磁性吸附剂去除水中重金属的方法，包含下述步骤：1)使重金属废水的pH值保持在酸性状态；2)将获得的成品磁性吸附剂按1～2.5:50比例加入重金属废水中，常温搅拌吸附反应1h，使重金属废水中的杂质吸附在成品磁性吸附剂上；3)将废水池中的上清液流放至沉淀池，外加磁铁将吸附有杂质的成品磁性吸附剂吸出，除去其上的杂质后继续循环使用。本发明与现有技术相比的优点：1、针对目前重金属废水处理困难，处理试剂或材料价位高、效果差、回收困难、不能重复利用、易造成二次污染等问题，利用生活废弃物鸡蛋壳作为原料，通过化学和物理方法改性和载磁，获得了对废水中重金属具有优良吸附性能的磁性环境材料，达到了变废为宝、以废治废的目的，降低了废水处理费用；2、本发明所获得的磁性材料，克服了吸附材料回收困难难题，且可循环重复利用；3、加入氯化锌和氯化镁改性经高温煅烧可改变材料的微观结构，增大其孔隙度，提高其吸附性能；4、本发明所获得的磁性材料，在应用过程中无二次污染风险。具体实施方式下面描述本发明的实施例。实施例一：改性蛋壳磁性吸附剂的制备方法，包含下述步骤：1)蛋壳的化学改性：将收集的蛋壳集中进行水洗，然后放入干燥箱中加温至60℃烘干，干燥后的蛋壳粉碎过80目筛，将蛋壳粉和水按1:2比例浸泡并加入蛋壳粉重量5％的改性试剂，按150转/min的速度震荡1.5h获得改性蛋壳溶液，上述改性试剂为氯化锌。2)蛋壳中间品的制备：将铁盐加入去离子水中充分溶解得铁盐溶液，然后将亚铁盐加入铁盐溶液中充分溶解得混合溶液，上述铁盐和亚铁盐的加入比例为1:2，两者与去离子水的比例为1：20；将混合溶液加温至50℃并按400转/min的速度搅拌反应30min左右，将改性蛋壳溶液加入混合溶液中得蛋壳溶液，所述蛋壳溶液中，改性蛋壳溶液和混合溶液的比例为2:3；用5％氢氧化钠溶液将蛋壳溶液的pH值调至9，然后升温至70℃，并按400转/min的速度搅拌反应2h左右，直接过滤得滤品，然后用清水和酒精交替将滤品洗涤至中性后加温至60℃烘干得蛋壳中间品，上述步骤均在氮气保护下进行；3)物理改性：将蛋壳中间品放入马弗炉中并充入氮气，加温至450℃保温2h左右后取出，室温下冷却即得成品磁性吸附剂。实施例二：改性蛋壳磁性吸附剂的制备方法，包含下述步骤：1)蛋壳的化学改性：将收集的蛋壳集中进行水洗，然后放入干燥箱中加温至80℃烘干，干燥后的蛋壳粉碎过120目筛，将蛋壳粉和水按1:2比例浸泡并加入蛋壳粉重量5％的改性试剂，所述改性试剂为氯化镁，按180转/min的速度震荡2h获得改性蛋壳溶液；2)蛋壳中间品的制备：将铁盐加入去离子水中充分溶解得铁盐溶液，然后将亚铁盐加入铁盐溶液中充分溶解得混合溶液，上述铁盐和亚铁盐的加入比例为1:2，两者与去离子水的比例为1：20；将混合溶液加温至60℃并按800转/min的速度搅拌反应30min左右，将改性蛋壳溶液加入混合溶液中得蛋壳溶液，所述蛋壳溶液中，改性蛋壳溶液和混合溶液的比例为2:3；用5％氨水将蛋壳溶液的pH值调至10，然后升温至80℃，并按800转/min的速度搅拌反应2h左右，直接过滤得滤品，然后用清水和酒精交替将滤品洗涤至中性后加温至80℃烘干得蛋壳中间品，上述步骤均在氩气保护下进行；3)物理改性：将蛋壳中间品放入马弗炉中并充入氩气，加温至540℃保温2h左右后取出，室温下冷却即得成品磁性吸附剂。实施例三：改性蛋壳磁性吸附剂的制备方法，包含下述步骤：1)蛋壳的化学改性：将收集的蛋壳集中进行水洗，然后放入干燥箱中加温至70℃烘干，干燥后的蛋壳粉碎过100目筛，将蛋壳粉和水按1:2比例浸泡并加入蛋壳粉重量5％的改性试剂，所述改性试剂为氯化锌和氯化镁的混合物，且氯化锌与氯化镁的混合比例为1:2，然后按160转/min的速度震荡1.8h获得改性蛋壳溶液；2)蛋壳中间品的制备：将铁盐加入去离子水中充分溶解得铁盐溶液，然后将亚铁盐加入铁盐溶液中充分溶解得混合溶液，所述铁盐和亚铁盐的加入比例为1:2，两者与去离子水的比例为1：20；将混合溶液加温至55℃并按600转/min的速度搅拌反应30min左右，将改性蛋壳溶液加入混合溶液中得蛋壳溶液，改性蛋壳溶液和混合溶液的比例为2:3，用5％的氢氧化钠将蛋壳溶液的pH值调至8，然后升温至75℃，并按600转/min的速度搅拌反应2h左右，直接过滤得滤品，然后用清水和酒精交替将滤品洗涤至中性后加温至70℃烘干得蛋壳中间品，上述步骤均在氮气保护下进行；3)物理改性：将蛋壳中间品放入马弗炉中并充入氮气，加温至500℃保温2h左右后取出，室温下冷却即得成品磁性吸附剂。利用上述改性蛋壳磁性吸附剂去除水中重金属的方法，包含下述步骤：1)使重金属废水的pH保持在3～6；2)将获得的成品磁性吸附剂按1～2.5:50比例加入重金属废水中，30min～1h，使废水中的重金属离子吸附在成品磁性吸附剂上；3)待吸附反应结束，将废水池中的上清液流放至沉淀池，借助外加磁铁将吸附有重金属污染离子的成品磁性吸附剂吸附于沉淀池池壁后，排放清液，回收吸附有重金属污染离子的吸附剂，并用0.5％～1％的酸液振荡脱附后在60℃-80℃烘干后继续循环使用。上述实施例，只是本发明的较佳实施例，并非用来限制本发明实施范围，故凡以本发明权利要求所述内容所做的等效变化，均应包括在本发明权利要求范围之内。