权利要求
1.一种高效吸附重金属的磷基改性材料制备方法，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)、氧化钙按1:(0～0.05)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400rpm研磨0.5～5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所述的一种高效吸附重金属的磷基改性材料制备方法，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所述的一种高效吸附重金属的磷基改性材料制备方法，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所述的一种高效吸附重金属的磷基改性材料制备方法，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任一项所述的一种高效吸附重金属的磷基改性材料制备方法制备的混悬药剂在矿山废水重金属污染治理中的应用。
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，具体涉及一种氧化钙球磨改性磷矿粉方法，为了修复矿山废水重金属Pb、Cu和Cd严重污染区域。
背景技术
[0002]矿山开采过程中产生的废水通常含有高浓度的重金属离子(如铅、镉、铜、锌、砷等)，这些污染物具有毒性大、难降解、易富集等特点，若未经有效处理直接排放，将对生态环境和人类健康造成严重危害。目前，常见的矿山废水处理方法包括化学沉淀法、吸附法、离子交换法和膜分离法等，其中吸附法因操作简便、成本较低、效率较高等优势被广泛应用。
[0003]传统的吸附材料(如活性炭、膨润土、生物质炭等)虽具有一定效果，但普遍存在吸附容量低、选择性差、再生困难等问题。近年来，磷基材料因其对重金属离子具有强配位能力和化学沉淀作用，展现出良好的应用前景。例如，羟基磷灰石(HAP)、磷酸铁等材料可通过离子交换、表面络合等机制有效固定重金属。然而，天然或未改性的磷基材料往往存在比表面积小、活性位点不足、稳定性差等缺陷，限制了其在实际废水处理中的应用。
[0004]为提高磷基材料的吸附性能，研究者尝试采用物理或化学方法对其进行改性，如纳米化、负载功能基团、复合其他材料等。然而，在实际应用中，直接利用原始磷矿粉似乎对矿山废水中金属的稳定性没有明显影响，然而，将磷矿粉与其他改良剂混合可能会带来显著的改善效果。因此，开发一种高效、稳定、低成本且易于规模化生产的磷基改性材料制备方法，对于矿山废水重金属污染治理具有重要意义。
发明内容
[0005]本发明所要解决的技术问题是提供一种高效吸附重金属的磷基改性材料制备方法，在保证不低于粉末类改性材料吸附重金属效果的同时，实现资源的循环利用，避免二次污染，提高经济效益，解决粉末类改性材料在实际应用中存在的弊端，尤其是基于磷矿粉改性的粉末类材料在应用中存在的弊端。
[0006]本发明针对现有技术不足，提出了一种高效吸附重金属的磷基改性材料制备方法：包括以下步骤：
[0007]步骤1：将磷矿粉过筛去除较大颗粒，烘干至恒重;
[0008]步骤2：将烘干后的磷矿粉(PRP)、氧化钙按1:(0～0.05)的质量比混匀;
[0009]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;
[0010]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400rpm研磨0.5～5小时后即得到所述混悬药剂，将其分装于容器内常温保存。
[0011]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。
[0012]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。
[0013]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。
[0014]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任一项所述的一种高效吸附重金属的磷基改性材料制备方法制备的混悬药剂在修复矿山废水重金属中的应用。
[0015]在本发明一个较佳实施例中，所述重金属包括Pb、Cu、Cd。
[0016]本发明的有益效果：
[0017](1)本发明提供了一种高效吸附重金属的磷基改性材料制备方法，与粉末类改性材料制备方法相比，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;
[0018](2)本发明所述方法制备所得改性材料以混悬药剂(固液混合态)进行贮存、使用，无需干燥防潮等条件，能解决传统粉末改性材料在实际应用的不便，尤其是提高工作人员的操作安全性;
[0019](3)本发明方法制备所得改性材料使用方法灵活，可直接人工摇晃均匀后施入污染矿山废水中，亦可通过农药喷洒机器施入，如无人机喷施作业。
[0020](4)本发明能增强重金属吸附效果的磷基改性材料制备方法，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，去除水中的重金属离子和有机污染物，促进环境的可持续发展。
附图说明
[0021]图1是本发明基于球磨改性磷矿粉在矿山废水重金属污染治理中的混悬药剂制备方法流程示意图;
[0022]图2是不同磷钙比制备的GXPRP对Pb、Cu和Cd的吸附效果;
[0023]图3是不同固液比制备的GXPRP对Pb、Cu和Cd的吸附效果;
[0024]图4是不同球磨时间制备的GXPRP对Pb、Cu和Cd的吸附效果。
具体实施方式
[0025]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。
[0026]请参阅图1，本发明实施例包括：
[0027]一种高效吸附重金属的磷基改性材料制备方法，其特征在于，包括步骤如下：
[0028]步骤1：将磷矿粉过筛去除较大颗粒，烘干至恒重;
[0029]步骤2：将烘干后的磷矿粉(PRP)、氧化钙按1:(0～0.05)的质量比混匀;
[0030]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;
[0031]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400rpm研磨0.5～5小时后即得到所述混悬药剂，将其分装于容器内常温保存。
[0032]优选地，在步骤S1中，磷矿粉过100目筛，100℃烘干至恒重。
[0033]优选地，在步骤S2中，原料质量配比为PRP:CaO=1：0.01。
[0034]优选地，在步骤S3中，所用洁净水为去离子水，固液比为1：5。
[0035]优选地，在步骤S4中，球磨时间为3小时，球磨转速为400rpm，温度为25℃。下面以具体实施例来说明本发明所述方法的具体步骤。
[0036]实施例1
[0037]确定最佳磷钙比：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：CaO的质量比为1：0、1：0.01、1：0.02、1：0.05。采用行星式球磨机，向四个球磨罐中均加入玛瑙球、料粉，球磨固液比为1：5，球磨罐对称放置，转速为400rpm，球磨3小时。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磷钙比确定为改性磷钙比。
[0038]实施例2
[0039]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。固液比代表改性材料的质量(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(磷钙比为1：0.01)，球磨罐对称放置，转速为400rpm，球磨3小时。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。
[0040]实施例3
[0041]确定最佳球磨时间：如图4所示，实验设置4个处理，分别球磨0.5、1、3、5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(磷钙比为1：0.01)，固液比为1：5，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。按不同磷钙比、固液比和球磨时间制备的GXPRP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CaO量的增加而增加，同时考虑到添加CaO后pH会显著增加，所以在本实施例中选择磷钙比为1：0.01，以消除沉淀对吸附的影响。固液比为1:5对Pb、Cu和Cd三种重金属的吸附效果最好，所以确定最佳固液比为1:5。不同球磨时间对Pb、Cu和Cd的吸附量均随着球磨时间增加，但是球磨时间为5小时溶液开始沉淀，所以排除沉淀对吸附的影响确定最佳球磨时间为3小时。
[0042]综上，本发明方法制备的新型混悬药剂(GXPRP)能显著增强重金属的吸附效果。
[0043]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。
[0044]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)
