一种用于去除多种重金属的硫化赤泥的制备方法及硫化赤泥和在去除水中重金属的应用

本发明涉及固体废物资源化与重金属废水处理领域，具体涉及一种用于去除多种重金属的硫化赤泥的制备方法及硫化赤泥和在去除水中重金属的应用。

背景技术：

1、赤泥是氧化铝工业产生的强碱性固体废弃物，具有产量大、碱性强、化学组分复杂、综合利用率低等特点。据统计，我国每年产生的赤泥量约占全球总产量的一半，大量赤泥的堆积已成为氧化铝行业发展的重要瓶颈。当前赤泥的主流处置方式为露天堆存，长期堆存不仅占用大量土地，还存在土壤盐渍化、地下水污染等多种环境风险。

2、赤泥富含铁氧化物（主要为赤铁矿α-fe2o3），可作为铁基环境功能材料合成的优质前驱体。尽管赤泥在资源利用方面潜力巨大，但因天然赤泥表面活性较低，其对重金属废水的处理效率较低，有待进一步提高。通过硫化改性处理能有效提高赤泥对重金属的还原固定化能力，拓展其在水处理领域中的应用。

3、赤泥硫化改性技术旨在利用硫化试剂将赤泥中富含的三价铁氧化物原位转化为高活性的铁硫化物。相比于传统硫化工艺，机械球磨法辅以高效的硫化试剂，如本专利开发的多硫化钠-连二亚硫酸钠复合硫化剂，通过机械化学作用在铁氧化物表面构筑还原性功能界面，可有效提高材料的表面活性，显著增强硫化赤泥对重金属的还原固定化能力。此外，机械化学硫化方法工艺简单，特别易于规模化生产。

4、因此，如何研发一种用于去除多种重金属的硫化赤泥的制备方法及硫化赤泥和在去除水中重金属的应用是本领域技术人员亟需解决的技术问题。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明提供一种用于去除多种重金属的硫化赤泥的制备方法及硫化赤泥和在去除水中重金属的应用。

2、一种用于去除多种重金属的硫化赤泥的制备方法，包括以下步骤：

3、（1）用单质硫、九水合硫化钠和无氧水配置一定浓度的多硫化钠溶液；

4、（2）将一定量的赤泥、连二亚硫酸钠、多硫化钠溶液和无氧水一同加入球磨罐中，密封抽真空后转移至球磨机中球磨反应一定时间后，用无氧去离子水洗涤反应产物，经离心分离后，冷冻干燥，制得球磨硫化赤泥产品。

5、进一步，步骤（1）中所述多硫化物溶液是将单质硫和九水合硫化钠按摩尔比1:1混合，在50-80 ℃下振荡反应5-15 h后制得，多硫化钠溶液的浓度控制在1-3 mol/l。

6、进一步，步骤（2）中所投加多硫化钠和连二亚硫酸钠中的硫元素的摩尔比为（1-6）:（1-6），优选为1:1。

7、进一步，步骤（2）中连二亚硫酸钠和多硫化钠溶液中的硫元素总量与赤泥中的铁元素的摩尔比为（1-4）:（1-2），优选为2:1。

8、进一步，步骤（2）中所述无氧水的添加量随多硫化钠溶液的添加量变化，保持反应体系中液体介质的体积（ml）与赤泥的质量（g）比为（2-4）:1，优选为5:2。

9、进一步，步骤（2）中所述球磨时间为1-4 h，优选为2 h。

10、进一步，步骤（2）中所述球磨机的反应条件为400 rpm。

11、本发明还提供一种所述制备方法制备的硫化赤泥。

12、本发明还提供一种所述硫化赤泥在去除水中重金属的应用。

13、与现有技术相比，本发明的有益效果在于：本发明以多硫化钠和连二亚硫酸钠为高效复合硫化剂，采用机械球磨法对赤泥进行硫化改性，开发了一种经济、环保的赤泥基硫铁功能材料的制备新方法。所制备的硫化材料对水中多种重金属（cr(ⅵ)、pb(ⅱ)、cd(ⅱ)、cu(ⅱ)）展现出优异的去除性能，为拓展赤泥的综合利用途径提供崭新的思路。

1.一种用于去除多种重金属的硫化赤泥的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述一种用于去除多种重金属的硫化赤泥的制备方法，其特征在于，步骤（1）中所述多硫化物溶液是将单质硫和九水合硫化钠按摩尔比1:1混合，在50-80 ℃下振荡反应5-15 h后制得，多硫化钠溶液的浓度控制在1-3 mol/l。

3.根据权利要求1所述一种用于去除多种重金属的硫化赤泥的制备方法，其特征在于，步骤（2）中所投加多硫化钠和连二亚硫酸钠中的硫元素的摩尔比为（1-6）:（1-6）。

4.根据权利要求1所述一种用于去除多种重金属的硫化赤泥的制备方法，其特征在于，步骤（2）步骤（2）中连二亚硫酸钠和多硫化钠溶液中的硫元素总量与赤泥中的铁元素的摩尔比为（1-4）:（1-2）。

5.根据权利要求1所述一种用于去除多种重金属的硫化赤泥的制备方法，其特征在于，步骤（2）中所述无氧水的添加量随多硫化钠溶液的添加量变化，保持反应体系中液体介质的体积（ml）与赤泥的质量（g）比为（2-4）:1。

6.根据权利要求1所述一种用于去除多种重金属的硫化赤泥的制备方法，其特征在于，步骤（2）中所述球磨时间为1-4 h。

7.根据权利要求1所述一种用于去除多种重金属的硫化赤泥的制备方法，其特征在于，步骤（2）中所述球磨机的反应条件为400 rpm。

8.一种权利要求1-7任一项所述制备方法制备的硫化赤泥。

9.一种权利要求8所述硫化赤泥在去除水中重金属的应用。