一种地下水钨污染修复材料的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种地下水钨污染修复材料，属于地下钨污染治理水领域。
【背景技术】
[0002]钨是元素周期表中第六周期VIB族的过渡重金属元素。我国钨储量占世界钨储量的41 %，为82万吨；储量基础占世界的37.5%，为120万吨，居世界第一位。主要的成矿带分布在广东、江西、广西、湖南和福建等省市。近年来，不合理的钨矿开采造成了钨矿区严重的水体污染包括地下水污染。地下水是人类赖以生存的自然资源之一，重金属钨污染及环境生态问题已经严重影响到当地经济的可持续发展和人类的健康，越来越多的受到各界人士的广泛关注；现有技术中，关于地下水除钨的文献还未见报道。
【发明内容】
[0003]本发明解决的技术问题是，提供一种重金属吸附材料，可以吸附地下水中的金属钨，同时不会引入新的杂质，不污染地下水；同时成本低廉，吸附效果好。
[0004]本发明的技术方案是，提供一种地下水钨污染修复材料，按质量份，包括以下原料:含铁量7-20wt%的钢渣5-16份；含铁量5-25wt%的含铁锰矿2-4份；活性炭I份；将上述原料经混匀、制粒后在200-400°C下焙烧l_5h得到所述修复材料。
[0005]进一步地，所述活性炭为椰子壳活性炭。
[0006]进一步地，所述钢渣、含铁锰矿和活性炭的粒度均为60-120目。
[0007]进一步地，所述制粒是将混勾的原料制成l_3cm球状颗粒。
[0008]进一步地，将钢渣与含铁锰矿混匀后，再与活性炭混匀；此混合顺序可改善材料的物理化学性质。
[0009]钨主要呈六价离子存在，由于W6+离子半径小，电价高，极化能力强，易形成络阴离子，因此钨主要以络阴离子形式[WO4]2存在。
[0010]本发明采用的地下水钨污染修复材料，对以阴离子形式存在的W具有很强的吸附固定作用，可用于对地下水中钨的去除。
[0011]本发明制备的地下水钨污染吸附材料均选自环境中普遍存在的材料，无毒无害且价格便宜。根据市场可比价格，每制备I吨本发明的吸附材料，约需成本费用人民币200-500元。根据地下水钨污染程度的不同，可以添加不同比例的固定剂材料，实施本发明是经济可行的。
[0012]本发明利用生活中常见的各种材料，根据已有的研究结果，筛选出对钨吸附固定效果较好的几种材料进行组合，一方面提高对钨的去除效果，降低其它因素的干扰，另一方面改善材料的物理化学性质，提高材料的物理化学性能和商品性能。
[0013]钢渣和铁锰矿对钨都有较强的吸附能力，一方面其中的铁锰氧化物对钨的吸附沉淀，如钨与材料中的Fe2+、Mn2+、Ca2+等阳离子结合形成黑钨矿或白钨矿沉淀，另一方面，钢渣具有碱性并且具有较大表面积，表面位点多，对钨具有很强表面吸附固定能力。但是，这两种材料的渗透性和有待提高，因此，实际应用中需要添加活性炭来进行改良。
[0014]活性炭由于具有多级、大量、有序排列的微孔，因此孔容大、孔径大，比表面积大，吸附性能强，可以有效吸附钨等重金属离子，同时添加活性炭具有改善材料空隙的性能。
[0015]实验表明，活性炭优选椰子壳活性炭，吸附效果更好，在钨污染的地下水中采用原位渗透反应墙技术添加上述固定剂材料，能够有效去除地下水中的钨。而材料添加越高，地下水在材料中停留时间越长，则对地下水中钨的去除能力越强。
[0016]本发明的有益效果是，该修复材料所需原料常见，制备过程简单，将原材料混匀焙烧即可得到；该修复材料对地下水中钨的固定效果明显，能够显著降低地下水钨含量，增强生态安全；该修复材料适用不同程度的钨污染地下水，可以根据实际情况让其与地下水接触不同的时间以提高去除效果，且固定剂成本低廉，经济可行。
【具体实施方式】
[0017]下面结合实施例对本发明作进一步说明。
[0018]实施例1
按重量份，将7份60目的钢渣(含铁量约10wt%)、2份100目的含铁锰矿(含铁量约15wt%)和I份100目的椰子壳活性炭混匀，再经挤压造粒机制成约3cm球状颗粒；再将该球状颗粒置于马弗炉于210°C焙烧2小时后，冷却备用。
[0019]实施例2
按重量份，将16份120目的钢渣(含铁量约20wt%)、3份80目的含铁锰矿(含铁量约25wt%)和I份100目的椰子壳活性炭混匀，再经挤压造粒机制成约3cm球状颗粒；再将该球状颗粒置于马弗炉于300°C焙烧3小时后，冷却备用。
[0020]实施例3
按重量份，将5份120目的钢渣(含铁量约8wt%)、4份80目的含铁锰矿(含铁量约6wt%)和I份100目的椰子壳活性炭混匀，再经挤压造粒机制成约3cm球状颗粒；再将该球状颗粒置于马弗炉于380°C焙烧4小时后，冷却备用。
[0021]实施例4
将上述3个实施例得到的修复材料用于钨污染地下水的去除的模拟实验，称取上述修复材料(样品)5.0Og,置于100mL玻璃瓶中；加入500ml本底离子强度为NaCl=40mmol/L，W042离子浓度为2.00 mg/L的模拟地下水，pH=6.5 ;于25°C下震荡12h (转速180r/min)，过滤，过0.46Mm滤膜。取样品液测定钨含量。每个样品重复3次，最终结果取平均值。测试结果表明，实施例1、2和3中地下水中钨含量分别降低了 98.5,99.5%和99.2%。
[0022]实施例5
取湖南郴州某地钨矿填埋场地下水，测得W浓度为0.24 mg/L，pH=7.1。按实施例4的方法分别用实施例1、2和3得到的修复材料测试，钨含量分别降低了 99.3,99.5%和99.8%。
[0023]实施例6
取江西某钨矿砂场地下水，测得W浓度为0.45 mg/L, pH=7.4。按实施例4的方法分别用实施例1、2和3得到的修复材料测试，钨含量分别降低了 98.9,99.8%和99.6%。
【主权项】
1.一种地下水钨污染修复材料，其特征在于，按质量份，包括以下原料: 含铁量7-20wt%的钢渣5-16份；含铁量5-25wt%的含铁锰矿2_4份；活性炭I份； 将上述原料经混匀、制粒后在200-400°C下焙烧l_5h得到所述修复材料。2.如权利要求1所述的修复材料，其特征在于，所述活性炭为椰子壳活性炭。3.如权利要求1所述的修复材料，其特征在于，所述钢渣、含铁锰矿和活性炭的粒度均为 60-120 目。4.如权利要求1-3之一所述的修复材料，其特征在于，所述制粒是将混勾的原料制成l-3cm球状颗粒。5.如权利要求1所述的修复材料，其特征在于，将钢渣与含铁锰矿混匀后，再与活性炭混匀。
【专利摘要】本发明公开了一种地下水钨污染修复材料，按质量份，包括以下原料：含铁量7-20wt%的钢渣5-16份；含铁量5-25wt%的含铁锰矿2-4份；活性炭1份；将上述原料经混匀、制粒后在200-400℃下焙烧1-5h得到所述修复材料。该修复材料所需原料常见，制备过程简单，将原材料混匀焙烧即可得到；该修复材料对地下水中钨的固定效果明显，能够显著降低地下水钨含量，增强生态安全；该修复材料适用不同程度的钨污染地下水，可以根据实际情况让其与地下水接触不同的时间以提高去除效果，且固定剂成本低廉，经济可行。
【IPC分类】B01J20/30, C02F103/06, B01J20/20, C02F1/62, C02F1/28
【公开号】CN105214610
【申请号】CN201510764225
【发明人】郭沨, 杜成琼, 童纯清, 涂书新, 沈前
【申请人】中国电建集团中南勘测设计研究院有限公司, 湖南中南水务环保科技有限公司
【公开日】2016年1月6日
【申请日】2015年11月11日