权利要求
1.一种有效降低矿山废水重金属的
磷矿粉改性材料制备方法，其特征在于，包括步骤如下：
步骤 1：将磷矿粉过筛去除较大颗粒，烘干至恒重;
步骤 2：将烘干后的磷矿粉(PRP)、氢氧化钾按 1 :(0~0.5)的质量比混匀;
步骤 3：将步骤 2 混匀的固体与洁净水按 1 :(2~10)的固液比混匀;
步骤 4：将步骤 3 的固液混合物转移至球磨机中，按照球磨转速为 400 rpm 研
磨 1~12 小时后即得到所述混悬药剂，将其分装于容器内常温保存。
2.根据权利要求 1 所述的一种有效降低矿山废水重金属的磷矿粉改性材料制备方法，其特征在于，在步骤 S1 中，磷矿粉过 100 目筛，100℃烘干至恒重。
3.根据权利要求 1 所述的一种有效降低矿山废水重金属的磷矿粉改性材料制备方法，其特征在于，在步骤 S3 中，所述洁净水为去离子水。
4.根据权利要求 1 所述的一种有效降低矿山废水重金属的磷矿粉改性材料制备方法，其特征在于，在步骤 S4 中，球磨温度为 15~25℃。
5.一种如权利要求 1 至 4 任一项所述的一种有效降低矿山废水重金属的磷矿粉改性材料制备方法制备的混悬药剂在钝化土壤重金属中的应用。
6.根据权利要求 5 所述的应用，其特征在于，所述重金属包括 Pb、Cu、Cd。
说明书
技术领域
[0001]本发明属于环境保护领域，具体涉及一种氢氧化钾球磨改性磷矿粉方法，用于有效降低矿山废水重金属含量。
背景技术
[0002]
矿产资源的开采和利用导致硫化物矿物暴露在空气和水中。硫化物的氧化会产生低pH值的矿山废水，其具有污染元素种类多、赋存形式复杂性、隐蔽性、长期性、累积性以及污染不可逆性等特点。矿山废水通常含有高浓度的硫酸盐以及重金属离子，会危害人类健康，并对生态环境造成严重损害。目前，矿山废水已成为全球
采矿业面临的重要环境污染问题之一。
[0003]由于微生物不能降解矿山废水中的重金属离子，因此当前重金属污染酸性矿山废水多采用酸碱中和、化学沉淀和吸附方式去除。其中，吸附法具有流程简单、成本造价低等优点，广泛应用于重金属污染的水体修复。
[0004]磷基材料因为可以和重金属离子形成磷酸盐沉淀，因此对重金属具有较高的去除效果。然而，传统的磷基矿物对重金属的去处效率有限，因此，研发磷矿粉改性方法，提高其对酸性矿山废水的改酸和重金属吸附效果具有重要意义。
发明内容
[0005]本发明所要解决的技术问题是提供一种有效降低矿山废水重金属的磷矿粉改性材料制备方法。
[0006]本发明针对现有技术不足，提出了一种有效降低矿山废水重金属的磷矿粉改性材料制备方法：包括以下步骤：
步骤 1：将磷矿粉过筛去除较大颗粒，烘干至恒重;
步骤 2：将烘干后的磷矿粉(PRP)、氢氧化钾按 1 :(0~0.5)的质量比混匀;
步骤 3：将步骤 2 混匀的固体与洁净水按 1 :(2~10)的固液比混匀;
步骤 4：将步骤 3 的固液混合物转移至球磨机中，按照球磨转速为 400 rpm 研磨 1~12 小时后即得到所述混悬药剂，将其分装于容器内常温保存。
[0007]在本发明一个较佳实施例中，在步骤 S1 中，磷矿粉过 100 目筛，100℃烘干至恒重。
[0008]在本发明一个较佳实施例中，在步骤 S3 中，所述洁净水为去离子水。
[0009]在本发明一个较佳实施例中，在步骤 S4 中，球磨温度为 15~25℃。所述球磨机可采用行星式球磨机、湿式球磨机，搅拌球磨机。
[0010]为解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案是：一种如权利要求 1 至 4任一项所述的一种有效降低矿山废水重金属的磷矿粉改性材料制备方法制备的混悬药剂。
[0011]在本发明一个较佳实施例中，所述重金属包括 Pb、Cu、Cd。
[0012]本发明的有益效果：
(1)本发明提供了一种有效降低矿山废水重金属的磷矿粉改性材料制备方法，与粉末类钝化剂制备方法相比，改性后无需高温烘干再研磨，而是以固液混合态进行贮存，制备成本更低;改性后无需固液分离、无需水洗至中性，制备过程无废液产生，无制备过程产生废液的二次处置成本;
(2)本发明所述方法制备所得钝化剂以混悬药剂(固液混合态)进行贮存、使用，无需干燥防潮等条件，能解决传统粉末钝化剂在实际应用的不便，尤其是提高工作人员的操作安全性;
(3)本发明方法制备所得钝化剂使用方法灵活，可直接人工摇晃均匀后施入污染水体中，亦可通过农药喷洒机器施入，如无人机喷施作业;
(4)本发明提供了一种有效降低矿山废水重金属的磷矿粉改性材料制备方法，采用磷矿粉为主要原料，通过加工和处理，磷矿粉可以将中
低品位的磷矿资源转化为高附加值的修复产品，实现资源的高效利用。同时磷矿粉改性材料还可以作为吸附剂，去除水中的重金属污染物，促进环境的可持续发展。
附图说明
[0013]图 1 是本发明基于球磨改性磷矿粉钝化重金属的混悬药剂制备方法流程示意图;
图 2 是不同磷碱比制备的 QMPRP 对 Pb、Cu 和 Cd 的吸附效果;
图 3 是不同固液比制备的 QMPRP 对 Pb、Cu 和 Cd 的吸附效果;
图 4 是不同球磨时间制备的 QMPRP 对 Pb、Cu 和 Cd 的吸附效果。
具体实施方式
[0014]下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
[0015]请参阅图 1，本发明实施例包括：
一种有效降低矿山废水重金属的磷矿粉改性材料制备方法，其特征在于，包括步骤如下：
步骤 1：将磷矿粉过筛去除较大颗粒，烘干至恒重;
步骤2：将烘干后的磷矿粉(PRP)、氢氧化钾按 1 :(0~0.5)的质量比混匀;
步骤 3：将步骤 2 混匀的固体与洁净水按 1 :(2~10)的固液比混匀;
步骤 4：将步骤 3 的固液混合物转移至球磨机中，按照球磨转速为 400 rpm 研磨 1~12 小时后即得到所述混悬药剂，将其分装于容器内常温保存。
[0016]优选地，在步骤 S1 中，磷矿粉过 100 目筛，100℃烘干至恒重。
[0017]优选地，在步骤 S2 中，原料质量配比为 PRP : KOH = 1：0.2。
[0018]优选地，在步骤 S3 中，所用洁净水为去离子水，固液比为1：5。
[0019]优选地，在步骤 S4 中，球磨时间为 9 小时，球磨转速为 400 rpm，温度为 25℃。
[0020]下面以具体实施例来说明本发明所述方法的具体步骤。
[0021]实施例1
确定最佳磷碱比：如图 2 所示，实验设置 5 个处理，对照组：原始磷矿粉;实验组：分别按PRP：KOH的质量比为1：0、1：0.1、1：0.2、1：0.5。采用行星式球磨机，向四个球磨罐中均加入玛瑙球、料粉，球磨罐对称放置，转速为 400 rpm。制备好的改性磷矿粉用于重金属吸附试验，挑选吸附效果最好的球磨时间确定为改性磷碱比。
[0022]实施例2
确定最佳球磨固液比：如图 3 所示，实验设置 4 个处理，球磨固液比分别为 1:2、1:3、1:5、1:10。固液比代表钝化材料的质量(g)与液体的体积(mL)之比。采用行星式球磨机，向四个球磨罐中均加入玛瑙球、料粉，球磨罐对称放置，转速为 400 rpm。制备好的改性磷矿粉用于重金属吸附试验，挑选吸附效果最好的固液比确定为改性固液比。
[0023]实施例3
确定最佳球磨时间：如图 4 所示，实验设置 5 个处理，分别球磨 1、3、6、9 、12小时。采用行星式球磨机，向四个球磨罐中均加入玛瑙球、料粉，球磨罐对称放置，转速为 400rpm。制备好的改性磷矿粉用于重金属吸附试验，挑选吸附效果最好的球磨时间确定为改性球磨时间。
[0024]按不同磷碱比、固液比和球磨时间制备的 QMPRP 对 Pb、Cu 和 Cd 的吸附效果如图 2、图 3、图4。球磨后磷矿粉对Pb、Cu、Cd的吸附量均显著增加，且整体上随着KOH量的增加而增加，同时考虑到添加KOH后pH会显著增加，所以在本实施例中选择磷碱比为1：0.2，以消除沉淀对吸附的影响。不同固液比球磨后磷矿粉对 Cu和Cd 的吸附效果没有明显变化，但是对 Pb 的吸附量显著增加，其中固液比为 1:5对不同浓度(800、1200、1500、2000mg/L)Pb 的吸附量都较高，因此确定最佳固液比为 1:5。不同球磨时间对 Cu和Cd的吸附量差异不大，而对高浓度的Pb的吸附量有所增加，因此结合吸附效果与经济效益确定最佳球磨时间为 9小时，在本实施例中选择球磨时间为 9 小时。
[0025]综上，本发明方法制备的新型混悬药剂(QMPRP)能显著矿山废水增强重金属的吸附效果。
[0026]对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
[0027]此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
说明书附图(4)
声明：
“有效降低矿山废水重金属的磷矿粉改性材料制备方法” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。
我是此专利(论文)的发明人(作者)
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编辑：北方有色网
来源：江西洁地环境治理生态科技有限公司, 安徽理工大学
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