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      用來從水溶液中除去污染物的方法和組合物的制作方法

      文檔序號(hào):5048157閱讀:409來源:國知局

      專利名稱::用來從水溶液中除去污染物的方法和組合物的制作方法
      技術(shù)領(lǐng)域
      :本發(fā)明涉及用來從水溶液中除去污染物的方法和組合物。
      背景技術(shù)
      :地下水污染、特別是砷("As")污染,是全世界所面臨的問題。在一些國家,水中可接受的砷含量是50微克/升,在美國,飲用水標(biāo)準(zhǔn)是最高10微克/升。由于水和其它水溶液中的污染物的問題,人們開發(fā)出了許多用來從這些溶液中除去污染物的方法。常見的技術(shù)包括化學(xué)凝結(jié)/沉淀法、薄膜分離法和吸附法。吸附法的一個(gè)例子可參見美國公開第2004262225號(hào),該文獻(xiàn)揭示了使用四方纖鐵礦(一種羥基氧化鐵)作為離子吸附介質(zhì),用來從水中除去砷,將其固定在用于過濾系統(tǒng)的載體介質(zhì)上。該文獻(xiàn)揭示了四方纖鐵礦的濃度為1.2-1.7重量%,石灰石粒度為425-2000微米,石灰石包含約20-25重量%的酸溶性固體。盡管現(xiàn)有技術(shù)揭示了使用羥基氧化鐵作為離子吸附介質(zhì)從水中除去污染物,但是該文獻(xiàn)并未解決單獨(dú)使用羥基氧化鐵的問題。鐵("Fe")的氧化物提供了很高的去除污染物的能力,具體來說是去除砷的能力,但是單獨(dú)使用時(shí)為了能夠有效地去除污染物,需要具有高表面積。
      發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明通過提供涂敷了至少一種羥基氧化鐵(ironoxyhydroxide)的石灰石的組合,解決了這一問題。該組合提供了較高的去除污染物的能力,而不存在單獨(dú)使用石灰石所存在的問題。另外,與單獨(dú)使用市售羥基氧化鐵的情況相比,本發(fā)明的組合能夠更有效地利用每單位質(zhì)量介質(zhì)中的鐵。例如,對(duì)于在高流速條件下測(cè)得的排放廢水中10ppb的砷的穿透容量,本發(fā)明的鐵含量為2-30%的石灰石-鐵涂敷材料的穿透容量大于現(xiàn)有技術(shù)中揭示的鐵含量為65%的單獨(dú)的市售氧化鐵的穿透容量。具體實(shí)施例方式砷和其它污染物通常吸附在具有對(duì)pH值敏感的污染物結(jié)合能力的基材上。一種這樣的基材是石灰石。在本文中,術(shù)語"石灰石"表示碳酸鈣(CaC03)基無機(jī)材料。碳酸鈣基無機(jī)材料表示包含至少50重量%、最優(yōu)選85-97重量X的CaC03的材料。這些材料包括但不限于霰石、球霰石、大理石、白云石和石灰石。另外,石灰石可包括各種含量的石英(包括二氧化硅)、粘土、淤泥和砂子,它們作為石頭中的散布物、巖球或?qū)?。石灰石中有時(shí)會(huì)包含雜質(zhì),例如砂子、有機(jī)殘余物和其它材料。根據(jù)形成方法,石灰石可以是晶體、碎屑、顆粒狀或大塊狀的。方解石、石英、白云石或重晶石的晶體可以在巖石中的小空穴內(nèi)排列。石英粉末的尺寸通常為10-100微米,石灰石碎片可以具有許多不同的大于粉末的尺寸。石灰石的組成通過方解石與石英的比例來確定。在本文中,術(shù)語"介質(zhì)"定義為涂敷的或未涂敷的石灰石,涂敷的或未涂敷的活性碳,以及它們的組合。在本文中,術(shù)語"水合氧化物"與"羥基氧化物"含義相同,表示隨著原溶液中pH值的增大,金屬陽離子發(fā)生沉淀而在水中形成的不溶化合物。根據(jù)Millero,F.在"Fe(III)在海水中的溶解度(SolubilityofFe(III)inseawater)",EarthandPlanetaryScienceLetters154(1998)323-329中的定義,極難溶于水意味著材料在pH二7-8時(shí)的溶解度常數(shù)為10"s至l(T143。所述水合氧化物可以主要是單獨(dú)一種金屬的氧化物或氫氧化物,或者兩種或更多種金屬的混合物。所述金屬水合氧化物可以以帶負(fù)價(jià)、中性或正價(jià)的形式存在。所述金屬水合氧化物的結(jié)構(gòu)可以是無定形的或晶態(tài)的。本發(fā)明的金屬的例子包括但不限于鐵、鋁、鑭、鈦、鋯、鋅和鎂。在本文中,術(shù)語"無定形(羥基)氧化鐵"表示通過X射線衍射分析、用Scherrer公式計(jì)算得到的粒度小于10納米的水合氧化物顆粒。在本文中,氧化鐵和羥基氧化鐵可以用通式FeOOH表示??捎糜诒景l(fā)明的氧化鐵的例子包括但不限于無定形氧化鐵和晶體形式,例如針鐵礦、纖鐵礦、斯沃特曼鐵礦(schwertmannite)、六方纖鐵礦(feroxhyte)、水鐵礦、赤鐵礦、磁鐵礦、磁赤鐵礦、方鐵礦、稀烴瀝青和綠銹。本發(fā)明的一個(gè)方面提供了一種從水溶液中除去污染物的方法,該方法包括使包含至少一種污染物的水溶艱與介質(zhì)接觸,所述介質(zhì)包含石灰石顆粒,所述石灰石顆粒具有表面,粒度為76-500微米;其中各個(gè)石灰石顆粒包括(i)位于顆粒表面的至少一部分之上的羥基氧化鐵涂層;(ii)以顆粒的重量為基準(zhǔn)計(jì),鐵含量為2-30重量%;將至少一部分污染物從水溶液中吸附到顆粒上。本發(fā)明的另一個(gè)方面涉及一種可以從水溶液中除去污染物的組合物,該組合物包含一種介質(zhì),所述介質(zhì)包含粒度為76-500微米的石灰石顆粒,所述顆粒至少部分地涂敷羥基氧化鐵,以顆粒的重量為基準(zhǔn)計(jì),所述顆粒中的鐵含量為2-30重量%。本發(fā)明的組合物包含涂敷了鐵的石灰石顆粒,所述石灰石顆粒至少部分涂敷了羥基氧化鐵。"至少部分涂敷"表示石灰石至少25%、優(yōu)選50%、最優(yōu)選75%的表面涂敷了所述羥基氧化鐵涂層。以石灰石的重量為基準(zhǔn)計(jì),所述石灰石顆粒優(yōu)選包含至少30重量%、更優(yōu)選至少50重量%、最優(yōu)選至少60重量%的酸溶性固體。本發(fā)明中所定義的酸溶性固體是CaC03材料。石灰石顆粒余下的部分優(yōu)選由石英和其它礦物組成。所述涂敷了鐵的石灰石顆??砂6戎辽贋?6微米的涂敷了鐵的石灰石粉末和/或碎屑。這些碎屑具有不規(guī)則的形狀和不同的尺寸,使得所述組合物可包含不同尺寸、不同形狀的石灰石碎屑。以顆粒的重量為基準(zhǔn)計(jì),所述涂敷了鐵的石灰石顆粒中的Fe含量為2-30重量%,優(yōu)選為12-30重量%。使用顯微鏡測(cè)得的從石灰石表面到氧化鐵層末端的平均厚度為5-50微米,優(yōu)選為10-40微米。石灰石可以是完全覆蓋的或部分覆蓋的。通過Brunauer-Emmett-Teller(BET)孔度測(cè)量技術(shù)測(cè)得的涂敷了鐵的石灰石顆粒的優(yōu)選表面積為20-49米V克,孔體積為0.02-5厘米V克,孔徑為20-50埃。所述石灰石顆粒上的羥基氧化鐵涂層是通過以下方法形成的將三價(jià)鐵(鐵)源,例如三價(jià)鐵溶液,包括但不限于氯化鐵溶液和硫酸鐵溶液,加入包含所述石灰石顆粒和水溶液(最優(yōu)選為水)的反應(yīng)器中。所述溶液中金屬鹽的濃度為5-45重量%,最優(yōu)選為20-35重量%。加入堿,將pH值中和至pH〉3,最優(yōu)選pt^5-7。可用于本發(fā)明的堿包括但不限于NaOH、KOH、NaHC03、Na2C03、MgOH、Ca(OH)2或石灰石。然后除去過量的液體,對(duì)涂敷了鐵的石灰石顆粒進(jìn)行清洗和干燥,優(yōu)選使得水分含量為1-80%,最優(yōu)選為10-30%。本發(fā)明的組合物還可包含活性碳,這種碳材料源自煤炭或含纖維素的材料(例如椰殼)?;钚蕴紟砹肆硗獾哪芰Γ缥接袡C(jī)物和更寬范圍的污染物。還可作為羥基氧化鐵的基材。在本發(fā)明中,羥基氧化鐵還可同時(shí)沉淀在石灰石和活性碳的結(jié)構(gòu)中。本發(fā)明的方法從水溶液(例如水、水基液體和其它液體中)除去污染物??沙サ奈廴疚锇ǖ幌抻谏椤⑾跛猁}、二氧化硅、高氯酸鹽、磷酸鹽、氯化物、氟化物、銅、鈾、鎂、汞和鎳、鉻、硒、鎘、鐵、鋅、鈷、鉛、鋁、鋇、鉍、銻、鉻酸鹽和氰化物。本發(fā)明特別可用于從水中除去砷??赏ㄟ^本發(fā)明的方法除去的污染物的一個(gè)例子是砷。在水中,砷主要以兩種氧化態(tài)存在用As(V)表示的砷酸鹽和用As(III)表示的亞砷酸鹽。低pH值水中的砷酸鹽結(jié)構(gòu)是H3As04,亞砷酸鹽結(jié)構(gòu)是H3As03。砷酸鹽在充氧水(地表水)中是最常見的。水中As的濃度通常為百萬分之若干分("ppm")和十億分之若干分("ppb")之間。在其它變量中,水中所含砷的種類是由解離平衡常數(shù)("pKa")、氧化還原電勢(shì)和氧濃度定義的。平衡常數(shù)為HAs02As(III)pKal二9.20(注意"As(III)"也表示為"As(OH)3")H3As04As(V)pKal=2.19,pKa2=6.94,pKa3=11.5在石灰石中,可包含許多種鈣/砷礦物組成,包括Ca3(As04)2和Ca3(As04)2'xH20,Ca5(As04)3OI^DCa4(OH)2(As04)2'4H20。由于石灰石表面帶凈正電荷,所以砷酸鹽陰離子特別容易被吸引到石灰石表面。石灰石的堿性表面pH值(pH二8.5-10)有利于通過砷酸鈣的形成和沉淀去除砷,還能提高廢物的穩(wěn)定性。石灰石吸附亞砷酸鹽的效率是非常有限的,羥基氧化鐵涂層提高了吸附能力。在本發(fā)明中,每克介質(zhì)除去總砷量(包括砷酸鹽和亞砷酸鹽)或其它污染物的能力至少為0.3毫克,所述介質(zhì)至少包括涂敷了鐵的石灰石顆粒。因此,從污染的水溶液除去的污染物的量為50微克污染物(包括砷)/升水溶液,優(yōu)選至少IO微克污染物(包括砷)/升水溶液。另外,0.1-15毫克As/克介質(zhì)被吸附在所述顆粒上。盡管具體所述的污染物是As,但是對(duì)本發(fā)明的任意污染物的去除水平都與此相近。以下實(shí)施例用來說明本發(fā)明的方法和組合物。這些實(shí)施例用來幫助本領(lǐng)域的技術(shù)人員理解本發(fā)明。但是本發(fā)明不限于此。測(cè)試方法掃描電子顯微鏡("SEM")為了提供用于SEM成像的導(dǎo)電涂層,對(duì)樣品濺射涂敷金/鈀合金,或者在樣品上蒸發(fā)碳涂層。所述濺射涂敷的樣品主要用于成像,碳涂敷的樣品主要用于元素分析。使用購自美國麻薩諸塞州Peabody的JEOLUSA的JEOL840SEM和JEOL6700FESEM("場(chǎng)發(fā)射掃描電子顯微鏡")得到干態(tài)的鐵涂敷石灰石的圖像,加速電壓為10-20keV。JEOL840的圖像用得自美國新澤西州普林斯頓的ProncetonGamma-TechInstruments,Inc.的PGTImix-PC軟件得到,JEOL6700的圖像用JOEL的PC-SEM軟件得至IJ。使用PGT檢測(cè)器和PGTImix-PC軟件得到能量色散X射線光譜("EDS"或"EDX")和元素地圖(elementmap)。圖像放大倍數(shù)為100X至300X,用來測(cè)量涂層厚度。使用美國馬里蘭州SilverSpring的MediaCybernetics的Image-ProPlusTM圖像分析軟件進(jìn)行空間校準(zhǔn)和涂層厚度測(cè)量。使用手術(shù)刀將選擇的石灰石和碳顆粒切成兩半,所得的切面盡可能準(zhǔn)確地垂直于電子束,以通過EDS檢測(cè)鐵的濃度。X射線熒光("XRF")使用購自荷蘭Almelo的PANalytical的Philips/PANalyticalPW2404波長色散X射線熒光光度計(jì)對(duì)石灰石樣品進(jìn)行分析。樣品在11(TC干燥過夜。在具有聚丙烯膜的XRF樣品杯中稱取約1-1.5克的各種樣品,在氦氣下進(jìn)行分析。結(jié)果使用來自O(shè)megaDataSystemsbv,Nept畫s2NL-5505NHVeldhoven,TheNetherlands的Uniquant軟件包(一種無標(biāo)量化包)計(jì)算。在以下前提下計(jì)算結(jié)果假定元素均以氧化物形式存在,但是Ca例外,假定Ca以CaC03的形式存在。還假定所述樣品均為無機(jī)物。在XRF中,將X射線束會(huì)聚在樣品上,使內(nèi)層電子發(fā)生轉(zhuǎn)移;外層電子代替內(nèi)層電子,在此過程中發(fā)射出相當(dāng)于它們能量差的光(例如熒光)。每種元素所發(fā)射的光的波長是獨(dú)有的,所發(fā)射的光的強(qiáng)度與該元素的濃度成正比。波長色散XRF光度計(jì)使用衍射晶體區(qū)分所發(fā)射的各種波長的光。As(砷)容量使用購自美國科羅拉多州Loveland的Hach公司的HachArsenicEZ測(cè)試盒測(cè)量砷。測(cè)得的砷含量為ppb(微克/升溶液)級(jí)。使用的測(cè)量容量為0、10、25、50、100、250、500ppb。電感耦合等離子體質(zhì)譜儀("ICP")是一種高靈敏度、能夠測(cè)定濃度小于1012分之一的一些金屬和一些非金屬的質(zhì)譜儀。本文中使用的ICP質(zhì)譜儀是AgilentICP-MS7500。砷的檢測(cè)下限是0.1ppb。實(shí)施例實(shí)施例l:用來涂敷石灰石顆粒的方法將400毫升粒度為212-425微米的石灰石顆粒加入反應(yīng)器中。加入400毫升去離子水。在20分鐘內(nèi)逐漸加入800毫升氯化鐵溶液(40%重量/體積)。在室溫下反應(yīng)35分鐘。在15分鐘內(nèi)逐漸加入1500毫升NaHCO3(8X重量/重量)。在5分鐘內(nèi)加入400毫升15X重量/重量的NaOH,將這些物料攪拌10分鐘。加入苛性鈉60分鐘之后,將pH值保持在3-8。使用5升水進(jìn)行洗滌,直至洗出液澄清。最終的pH值為7.2。用布氏漏斗將物料抽干并包裝起來。樣品在11(TC的烘箱中干燥48小時(shí),進(jìn)行酸性消化,用ICP測(cè)量鐵。Fe的百分?jǐn)?shù)(。/^)為19X,BET表面積為38米2/克。實(shí)施例2:涂敷石灰石顆粒的方法將400毫升粒度為500-1000微米的石灰石顆粒加入反應(yīng)器。加入400毫升去離子水。在20分鐘內(nèi)逐漸加入800毫升氯化鐵溶液(40%重量/體積)。在室溫下反應(yīng)35分鐘。在15分鐘內(nèi)逐漸加入1500毫升NaHCO3(8X重量/重量)。在5分鐘內(nèi)加入400毫升NaOH(15X重量/重量),將該物料攪拌10分鐘。加入苛性鈉60分鐘之后,將pH值保持在3-8。用5升水進(jìn)行洗滌,直至洗出液澄清。最終pH值是7.2。用布氏漏斗將該物料抽干并包裝起來。樣品在110'C下干燥48小時(shí),進(jìn)行酸消化,用ICP測(cè)量鐵。Fe的百分?jǐn)?shù)(X)為17Q/^,BET表面積為34米"克。實(shí)施例3:涂敷石灰石顆粒的方法將100毫升粒度為106-425微米的石灰石顆粒加入反應(yīng)器中。加入100毫升去離子水。在20分鐘內(nèi)逐漸加入200毫升氯化鐵溶液(40%重量/重量)。在室溫下反應(yīng)25分鐘。在15分鐘內(nèi)逐漸加入300毫升NaHCO3。將pH值保持在5-8。使反應(yīng)進(jìn)行,直至60分鐘后最終pH值為5-8。排出過量的液體和水,用過量的水洗滌所述材料,直至洗出液澄清。XRF結(jié)果Fe含量7X,CaC03含量83Q/^。BET表面積=29米2/克。實(shí)施例4:涂敷粒度為106-212微米的石灰石顆粒的方法與實(shí)施例l相同,其不同之處在于,使用100毫升粒度為106-212微米的石灰石顆粒。XRF結(jié)果Fe含量7.4X,CaC03含量82X。BET表面積二34米2/克。實(shí)施例5:涂敷粒度為76-106微米的石灰石顆粒的方法將300克粒度為76-106微米的石灰石和300克去離子水加入反應(yīng)器中。攪拌2分鐘。在良好的攪拌和脫氣條件下,滴加300毫升氯化鐵溶液(40%重量/重量)。加入氯化鐵溶液的過程中,將pH值始終保持在2-6??偧尤霑r(shí)間為20-30分鐘。持續(xù)攪拌30分鐘。加入700毫升NaHCO3(8X重量/重量)。使反應(yīng)進(jìn)行60分鐘。停止攪拌,使石灰石顆粒形成沉淀。虹吸除去包含鐵顆粒的水的頂層。加入500毫升水,再次攪拌。使其沉淀,30分鐘后,虹吸除去頂層。將此最后一步重復(fù)IO次。將物料轉(zhuǎn)移到分離漏斗。將物料轉(zhuǎn)移到分離漏斗之后,使其沉淀15分鐘。排出漏斗中的物料,使得3/4的物料被加入到烘干盤中。-在室溫下的氣流中,在該烘干盤中干燥該粉末72小時(shí)。XRF結(jié)果Fe7.4%,CaC0361.6%,BET表面積=31米2/克。實(shí)施例6:對(duì)活性碳涂敷水合氧化鐵介質(zhì)(12X30目)的方法將283克購自SutcliffeSpeakmanGrade208C12X30US目的活性碳加入反應(yīng)器中。向該反應(yīng)器中加入630克氯化鐵溶液(40%重量/重量)。該物料攪拌3小時(shí)。虹吸除去過量的液體。在2分鐘內(nèi)向該反應(yīng)器中加入0.7升15%重量/重量的NaOH。90分鐘后的pH值為6.6。將該液體虹吸排出所述反應(yīng)器。在15分鐘內(nèi)向反應(yīng)器中加入0.5升包含NaHCO3(8X重量/重量)的溶液。卯分鐘后,虹吸除去過量的液體,該物料用5升去離子水洗滌,直至洗出液的顏色變澄清。通過ICP測(cè)得Fe含量為6。/^。實(shí)施例7:除砷能力一平衡測(cè)試在以下條件下進(jìn)行測(cè)量介質(zhì)的砷容量(arseniccapacity)的平衡測(cè)試將IOO毫升包含170ppm砷的水溶液置于裝有0.5克鐵涂敷的石灰石(實(shí)施例l)的瓶中,在室溫下置于振蕩器上4天。還使用了采用未處理的石灰石的樣品以及無介質(zhì)的空白樣品。在0時(shí)間和4天之后通過ICP測(cè)砷。表2<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>實(shí)施例8:不同pH條件下除砷能力的平衡測(cè)試此處使用的涂敷了鐵的石灰石是實(shí)施例4所述的。在以下條件下對(duì)介質(zhì)的除砷能力進(jìn)行平衡測(cè)試將80毫升砷總含量為lppm(As(III)/As(V)二1.0)的水溶液加入瓶中。用NaOH將pH值調(diào)節(jié)到7.7-9.1。向燒瓶中加入預(yù)定量的涂敷了鐵的石灰石。然后密封瓶子,平衡2天。液體經(jīng)過0.45微米的篩網(wǎng)過濾。為了測(cè)量液體中砷的濃度,在HachArsenicEZ測(cè)試TM中使用50毫升液體。該測(cè)試進(jìn)行60分鐘以保證準(zhǔn)確測(cè)量。結(jié)果與比色標(biāo)樣和登記的數(shù)據(jù)相比較,用來計(jì)算砷容量,其單位為毫克砷/克介質(zhì)。在pH二9時(shí)獲得的砷容量為1.5毫克As/克鐵涂敷的石灰石。在pH二7時(shí)獲得的砷容量為1.5毫克As/克鐵涂敷的石灰石。實(shí)施例9:除砷的柱測(cè)試在圓筒內(nèi)填充1升根據(jù)實(shí)施例1合成的鐵涂敷的石灰石。第二層是0.5升根據(jù)實(shí)施例7合成的吸收了氧化鐵的活性碳。在前面的兩種材料上使用0.5升未處理的石灰石。該柱子的內(nèi)徑為4英寸,高15英寸。該柱子以向上流動(dòng)的形式使用,流速為150毫升/分鐘。所用流入的水具有以下組成Fe(II)2ppm,As(V)150ppb,As(III)150ppb,pH=6.5。使用去離子水向容器中加料,在向柱內(nèi)加入液體之前,使用NaC03鹽調(diào)節(jié)pH值。將水收集在100升的容器中,每收集100升水后測(cè)量砷含量。使用ICP-MS測(cè)量樣品。升(累積數(shù))ICP-MSAs(ppb)06100200300400500700謂1000110013001500160017001800l卯020002200847486400060000000000000實(shí)施例10:除砷柱測(cè)試一個(gè)小的柱子(直徑1.5厘米,長10厘米)中裝有8毫升實(shí)施例1所述的鐵涂敷的石灰石。所用加入的水的組成是As(V)=100ppb,Si=20ppm,pH=7.6。所采用的流速是1.6空珠接觸時(shí)間(EBCT),流速為5毫升/分鐘。水用餾分收集器收集,使用ICP-MS測(cè)量各種在線樣品,以測(cè)量水中的砷含量。鐵涂敷的石灰石使用實(shí)施例l中所述的步驟制得。當(dāng)使用ICP-MS測(cè)得流出液中的As濃度達(dá)到10ppb的時(shí)候定義為穿透。完成該條件所需的水的床體積是6000。所述介質(zhì)可處理6升水/毫升介質(zhì)至10ppb的穿透。使用穿透曲線下的面積(10000BV,流出液中的砷含量為52ppb)計(jì)算得到砷容量為0.71毫克砷/毫升鐵涂敷的石灰石。比較例l:除砷柱測(cè)試-GFH使用裝有8毫升市售研磨的氧化鐵(BayoxideE33TM)(Fe含量62X,BET=132米2/克)的小柱(直徑1.5厘米,長10厘米)從水中除砷。加入的水的組成為As(V)=100ppb,Si二20ppm,pH二7.6。所用的流速為1.6空珠接觸時(shí)間(EBCT),流速為5毫升/分。使用餾分收集器收集水,用ICP-MS測(cè)量各在線樣品,/以測(cè)量水中的砷。當(dāng)ICP-MS測(cè)得流出液中的砷濃度達(dá)到10ppb的時(shí)候,即稱其被穿透。達(dá)到該條件所需的水的床體積是2250。所述介質(zhì)可處理2.25升水/毫升介質(zhì)至10ppb穿透。使用穿透曲線下的面積(10000BV,流出液中的砷含量為45ppb)計(jì)算得到砷容量為0.59毫克砷/毫升市售研磨的氧化鐵。比較例2:除砷柱測(cè)試,粒度500-1000微米使用裝有8毫升實(shí)施例2所述的鐵涂敷的石灰石的小柱(直徑1.5厘米,長IO厘米)從水中除砷。加入的水的組成為As(V)=100ppb,Si=20ppm,pH=7.6。所用的流速為1.6空珠接觸時(shí)間(EBCT),流速為5毫升/分。使用餾分收集器收集水,用ICP-MS測(cè)量各在線樣品,以測(cè)量水中的砷。所述涂敷鐵的石灰石是根據(jù)實(shí)施例l所述的步驟制得的。當(dāng)ICP-MS測(cè)得流出液中的砷濃度達(dá)到10ppb的時(shí)候,即稱其被穿透。達(dá)到該條件所需的水的床體積是3800BV。所述介質(zhì)可處理5升水/毫升介質(zhì)至10ppb穿透。實(shí)施例ll:除重金屬測(cè)試在1英寸的柱子中加入45毫升介質(zhì)(35毫升石灰石-Fe和10毫升碳-Fe)。加入的水為400毫升,pH=6,其中包含下表列出的所有金屬。使用ICP測(cè)得,加入的水中各金屬的濃度為167-323ppb。使用2XHN03中的金屬鹽ICP標(biāo)準(zhǔn)水溶液作為用于加入水制劑的原料。將所有金屬加入溶液中之后,使用NaOH8X溶液將pH值調(diào)節(jié)到6.0。所采用的流速是5毫升/分鐘。在O時(shí)間和最終樣品中取樣。測(cè)量加入的水和流出液大體積樣品中各種金屬的濃度。結(jié)果列于下表。表4<table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table>該平衡測(cè)試用來在以下條件下測(cè)量介質(zhì)的砷容量將80毫升包含9-46ppm總陽離子含量的水溶液置于瓶中,其中預(yù)先稱取了預(yù)定量的復(fù)合材料或未處理的石灰石。然后密封該瓶,平衡2天。液體經(jīng)過45微米的篩網(wǎng)過濾。通過ICP測(cè)量樣品的濃度。表2<table>tableseeoriginaldocumentpage13</column></row><table>權(quán)利要求1.一種從水溶液中除去污染物的方法,該方法包括使包含至少一種污染物的水溶液與介質(zhì)接觸,所述介質(zhì)包含石灰石顆粒,該石灰石顆粒具有表面,粒度為76-500微米;各石灰石顆粒包含(i)位于所述顆粒表面的至少一部分上的羥基氧化鐵涂層;(ii)以顆粒的重量為基準(zhǔn)計(jì),2-30重量%的鐵含量;將至少一部分的污染物從所述水溶液中吸附到所述顆粒上。2.如權(quán)利要求l所述的方法,其特征在于,所述吸附包括從每升水溶液中除去至少10微克的污染物;使污染物以0.1-15毫克污染物/克介質(zhì)的量吸附在顆粒上。3.如權(quán)利要求l所述的方法,其特征在于,所述污染物含砷。4.如權(quán)利要求l所述的方法,其特征在于,所述方法還包括使所述水溶液與活性碳和未涂敷的石灰石顆粒接觸;將污染物從水溶液中吸附到活性碳和未涂敷的石灰石顆粒上。5.—種從水溶液中除去污染物的組合物,該組合物包含介質(zhì),所述介質(zhì)包括粒度為76-500微米的石灰石顆粒,所述顆粒至少部分地涂敷有羥基氧化鐵,以顆粒的重量為基準(zhǔn)計(jì),所述顆粒中的鐵含量為2-30重量%。6.如權(quán)利要求5所述的組合物,其特征在于,所述顆粒的微晶尺寸小于10納米。7.如權(quán)利要求5所述的組合物,其特征在于,所述羥基氧化鐵的平均厚度為5-50微米。8.如權(quán)利要求5所述的組合物,其特征在于,所述石灰石顆粒包含至少30%的酸溶性固體。9.如權(quán)利要求5所述的組合物,其特征在于,所述組合物還包含活性碳;粒度至少為76微米的未涂敷的石灰石顆粒。全文摘要一種用來從水溶液中除去污染物的方法,該方法包括使所述水溶液與涂敷了羥基氧化鐵的石灰石顆粒接觸,將所述污染物從水溶液中吸附到顆粒上。文檔編號(hào)B01J20/04GK101104535SQ20071012903公開日2008年1月16日申請(qǐng)日期2007年6月29日優(yōu)先權(quán)日2006年7月13日發(fā)明者J·A·特雷霍,R·M·巴那瓦里申請(qǐng)人:羅門哈斯公司
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