本發明涉及路面磚材料技術領域，具體涉及一種可吸附重金屬路面磚及其制備方法。
背景技術：
在城市，大量汽車燃油的燃燒、機油的遺漏、輪胎的磨損及金屬車身和部件的剝落會產生大量的pb、cd、zn等重金屬粒子(包括離子和固體微細顆粒)污染物。這些污染物會沉降在道路表面，并經初期雨水沖刷后，隨水流排入河流或滲入到地下水源中，進而造成城市水源的嚴重污染，部分空氣中的粒子則隨雨水進入土壤，植物吸收的部分重金屬不僅會危害植物體生命，而且在生物鏈中的逐步轉移積累將會危害自然界更生物體健康。
對于重金屬污染的處理，國內外已有成熟的技術，例如水泥窯焚燒重金屬廢棄物、重金屬廢棄物的填埋固化處理等，但這些技術處理的重金屬污染物都是重金屬含量高、污染物分布集中、污染物便于集中運輸處理等。近年來，煤在燃燒過程中產生的金屬元素引起了社會各界的關注，這些金屬元素排放到大氣中后會對環境造成很大的影響，汞就是其中有害金屬之一。汞元素具有在生物體內和食物鏈中不斷富集的性質，會對人體的神經系統造成長期不可治愈的傷害，在日常的工業生產中，冶煉行業、赤礦開采、水泥生產、生物質燃燒、燃煤燃燒等都會產生一定量的汞排放到大氣中，其中燃煤是目前最大的污染源。而在城市交通污染中，大多數的粒子存在于空氣、道路路面等，將這些粒子收集起來是不可能的，且粒子中的重金屬含量偏低，采用現有的重金屬污染物處理技術處理不可行的，因而急需找到一種適合城市交通引起的污染處理辦法。
近年來，將透水水泥基材料進行功能化改造后用于城市道路初期雨水凈化處理技術有了新的發展，透水路用材料在快速排泄雨水、防止路面積水及補充地下水的同時，但是利用其對重金屬進行吸附的做法還較少報道，已有的吸附方式，吸附效果較差、成本較高，制約了其對污染物的吸附以及作為載體的固載。
技術實現要素：
針對現有技術的缺陷，本發明的目的是提供一種可吸附重金屬路面磚，該路面磚吸附重金屬能力較強、透水性較好、耐老化、耐磨抗壓、環保性能好，同時本發明的可吸附重金屬路面磚的制備方法其成本較低、原料易得、且工藝簡明，具有較高的實用價值和良好的應用前景。
本發明解決技術問題采用如下技術方案：
本發明提供了一種可吸附重金屬路面磚，包括以下重量份的原料：
鐵鋁酸鹽水泥20-30份、火山灰40-60份、電解錳廢渣20-30份、納米二氧化鈦3-7份、硅酸鈉5-10份、納米氧化鋅2-5份、草酸溶液100-180份、廢棄磚塊10-20份、河沙5-15份。
優選地，所述可吸附重金屬路面磚包括以下重量份的原料：
鐵鋁酸鹽水泥25份、火山灰50份、電解錳廢渣25份、納米二氧化鈦5份、硅酸鈉8份、納米氧化鋅3份、草酸溶液140份、廢棄磚塊15份、河沙10份。
優選地，所述電解錳廢渣為脫水、自然風干的電解錳廢渣。
優選地，所述草酸溶液的濃度為5-10mol/l。
本發明還提供了一種可吸附重金屬路面磚的制備方法，包括以下步驟：
步驟一，將廢磚加入粉碎機粉碎，過10-50目篩，水洗、過濾后，將磚粒加入草酸溶液中超聲浸泡改性，溶液溫度為30-40℃，超聲頻率為55-65khz，超聲時間為3-5h。將改性后的磚粉洗滌至中性，過濾后送入烘干機中在100-120℃烘干20-30分鐘得到改性磚粉a；
步驟二，將電解錳廢渣、納米二氧化鈦、納米氧化鋅、硅酸鈉加入粉碎機中粉碎，過90-110目篩，加入適量去離子水攪拌均勻，再將火山灰加到混合液中，以400-500r/min攪拌30-60分鐘，送入烘干機中于100-120℃下干燥2-4小時，再放入馬弗爐中在450-550℃下煅燒30-60分鐘，冷卻后研磨至細，過200目篩得到混合物b；
步驟三，將步驟一制得的改性磚粉a、步驟二制得的混合物b混合均勻后加入對輥機中壓制成1-3mm的片狀，碾壓次數3-5次，碾壓結束后送入球磨機中，研磨后過200目篩，再加入鐵鋁酸鹽水泥、河沙、適量的水攪拌，攪拌轉速50-70r/min，攪拌時間為2-4小時，攪拌均勻后送入免燒磚制磚機內壓制成所需尺寸的磚坯，置于背陰處放置40-50小時，即得發明的可吸附重金屬路面磚。
優選地，所述步驟一為：將廢磚加入粉碎機粉碎，過30目篩，水洗、過濾后，將磚粒加入草酸溶液中超聲浸泡改性，溶液溫度為35℃，超聲頻率為60khz，超聲時間為4h。將改性后的磚粉洗滌至中性，過濾后送入烘干機中在110℃烘干25分鐘得到改性磚粉a。
優選地，所述步驟二為：將電解錳廢渣、納米二氧化鈦、納米氧化鋅、硅酸鈉加入粉碎機中粉碎，過100目篩，加入適量去離子水攪拌均勻，再將火山灰加到混合液中，以450r/min攪拌45分鐘，送入烘干機中于110℃下干燥3小時，再放入馬弗爐中在500℃下煅燒45分鐘，冷卻后研磨至細，過200目篩得到混合物b。
優選地，所述步驟三為：將步驟一制得的改性磚粉a、步驟二制得的混合物b混合均勻后加入對輥機中壓制成2mm的片狀，碾壓次數4次，碾壓結束后送入球磨機中，研磨后過200目篩，再加入鐵鋁酸鹽水泥、河沙、適量的水攪拌，攪拌轉速60r/min，攪拌時間為3小時，攪拌均勻后送入免燒磚制磚機內壓制成所需尺寸的磚坯，置于背陰處放置45小時，即得發明的可吸附重金屬路面磚。
與現有技術相比，本發明具有如下的有益效果：
（1）本發明的可吸附重金屬路面磚采用了鐵鋁酸鹽水泥砂漿，其不僅能改善透水磚的外觀性能，同時防止大塊的雜物進入磚體而堵塞磚體內通道，降低透水磚的快速排水性能，而且鐵鋁酸鹽水泥砂漿對重金屬離子有一定的吸附性。
（2）本發明的可吸附重金屬路面磚采用對廢磚進行草酸改性，能夠最大限度的增加廢磚材料的表面積，提高吸附重金屬的能力。
（3）本發明的可吸附重金屬路面磚采用納米二氧化鈦、電解錳廢渣、納米氧化鋅作為輔助成分添加，能夠增加火山灰對于汞等重金屬離子的催化作用，能將汞氧化并且牢牢吸附在火山灰表面，并且自身也會再次氧化，使路面磚的活性保持穩定繼續發揮吸附作用，火山灰還含有豐富的金屬元素，在汞的吸附氧化方面具有一定的優勢。
（4）本發明的可吸附重金屬路面磚采用的電解錳廢渣、火山灰、廢磚均為工業廢渣或建筑垃圾，因此充分利用了廢物資源，減少了環境污染。
（5）本發明的可吸附重金屬路面磚的制備方法其成本較低、原料易得、且工藝簡明，具有較高的實用價值和良好的應用前景。
具體實施方式
下面結合具體實施例，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。
實施例1.
本實施例的可吸附重金屬路面磚，包括以下重量份的原料：
鐵鋁酸鹽水泥20份、火山灰40份、電解錳廢渣20份、納米二氧化鈦3份、硅酸鈉5份、納米氧化鋅2份、草酸溶液100份、廢棄磚塊10份、河沙5份。
本實施例中電解錳廢渣為脫水、自然風干的電解錳廢渣。
本實施例中草酸溶液的濃度為5mol/l。
本實施例的可吸附重金屬路面磚的制備方法，包括以下步驟：
步驟一，將廢磚加入粉碎機粉碎，過10目篩，水洗、過濾后，將磚粒加入草酸溶液中超聲浸泡改性，溶液溫度為30℃，超聲頻率為55khz，超聲時間為3h。將改性后的磚粉洗滌至中性，過濾后送入烘干機中在100℃烘干20分鐘得到改性磚粉a；
步驟二，將電解錳廢渣、納米二氧化鈦、納米氧化鋅、硅酸鈉加入粉碎機中粉碎，過90目篩，加入適量去離子水攪拌均勻，再將火山灰加到混合液中，以400r/min攪拌30分鐘，送入烘干機中于100℃下干燥2小時，再放入馬弗爐中在450℃下煅燒30分鐘，冷卻后研磨至細，過200目篩得到混合物b；
步驟三，將步驟一制得的改性磚粉a、步驟二制得的混合物b混合均勻后加入對輥機中壓制成1mm的片狀，碾壓次數3次，碾壓結束后送入球磨機中，研磨后過200目篩，再加入鐵鋁酸鹽水泥、河沙、適量的水攪拌，攪拌轉速50r/min，攪拌時間為2小時，攪拌均勻后送入免燒磚制磚機內壓制成所需尺寸的磚坯，置于背陰處放置40小時，即得發明的可吸附重金屬路面磚。
實施例2.
本實施例的可吸附重金屬路面磚，包括以下重量份的原料：
鐵鋁酸鹽水泥30份、火山灰60份、電解錳廢渣30份、納米二氧化鈦7份、硅酸鈉10份、納米氧化鋅5份、草酸溶液180份、廢棄磚塊20份、河沙15份。
本實施例中電解錳廢渣為脫水、自然風干的電解錳廢渣。
本實施例中草酸溶液的濃度為10mol/l。
本實施例的可吸附重金屬路面磚的制備方法，包括以下步驟：
步驟一，將廢磚加入粉碎機粉碎，過50目篩，水洗、過濾后，將磚粒加入草酸溶液中超聲浸泡改性，溶液溫度為40℃，超聲頻率為65khz，超聲時間為5h。將改性后的磚粉洗滌至中性，過濾后送入烘干機中在120℃烘干30分鐘得到改性磚粉a；
步驟二，將電解錳廢渣、納米二氧化鈦、納米氧化鋅、硅酸鈉加入粉碎機中粉碎，過110目篩，加入適量去離子水攪拌均勻，再將火山灰加到混合液中，以500r/min攪拌60分鐘，送入烘干機中于120℃下干燥4小時，再放入馬弗爐中在550℃下煅燒60分鐘，冷卻后研磨至細，過200目篩得到混合物b；
步驟三，將步驟一制得的改性磚粉a、步驟二制得的混合物b混合均勻后加入對輥機中壓制成3mm的片狀，碾壓次數5次，碾壓結束后送入球磨機中，研磨后過200目篩，再加入鐵鋁酸鹽水泥、河沙、適量的水攪拌，攪拌轉速70r/min，攪拌時間為4小時，攪拌均勻后送入免燒磚制磚機內壓制成所需尺寸的磚坯，置于背陰處放置50小時，即得發明的可吸附重金屬路面磚。
實施例3.
本實施例的可吸附重金屬路面磚，包括以下重量份的原料：
鐵鋁酸鹽水泥25份、火山灰50份、電解錳廢渣25份、納米二氧化鈦5份、硅酸鈉8份、納米氧化鋅3份、草酸溶液140份、廢棄磚塊15份、河沙10份。
本實施例中電解錳廢渣為脫水、自然風干的電解錳廢渣。
本實施例中草酸溶液的濃度為8mol/l。
本實施例的可吸附重金屬路面磚的制備方法，包括以下步驟：
步驟一，將廢磚加入粉碎機粉碎，過30目篩，水洗、過濾后，將磚粒加入草酸溶液中超聲浸泡改性，溶液溫度為35℃，超聲頻率為60khz，超聲時間為4h。將改性后的磚粉洗滌至中性，過濾后送入烘干機中在110℃烘干25分鐘得到改性磚粉a；
步驟二，將電解錳廢渣、納米二氧化鈦、納米氧化鋅、硅酸鈉加入粉碎機中粉碎，過100目篩，加入適量去離子水攪拌均勻，再將火山灰加到混合液中，以450r/min攪拌45分鐘，送入烘干機中于110℃下干燥3小時，再放入馬弗爐中在500℃下煅燒45分鐘，冷卻后研磨至細，過200目篩得到混合物b；
步驟三，將步驟一制得的改性磚粉a、步驟二制得的混合物b混合均勻后加入對輥機中壓制成2mm的片狀，碾壓次數4次，碾壓結束后送入球磨機中，研磨后過200目篩，再加入鐵鋁酸鹽水泥、河沙、適量的水攪拌，攪拌轉速60r/min，攪拌時間為3小時，攪拌均勻后送入免燒磚制磚機內壓制成所需尺寸的磚坯，置于背陰處放置45小時，即得發明的可吸附重金屬路面磚。
以上各實施例制備的可凈化空氣的路面磚的性能測試結果如下：
對于本領域技術人員而言，顯然本發明不限于上述示范性實施例的細節，而且在不背離本發明的精神或基本特征的情況下，能夠以其他的具體形式實現本發明。因此，無論從哪一點來看，均應將實施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本發明的范圍由所附權利要求而不是上述說明限定，因此旨在將落在權利要求的等同要件的含義和范圍內的所有變化囊括在本發明內。
此外，應當理解，雖然本說明書按照實施方式加以描述，但并非每個實施方式僅包含一個獨立的技術方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領域技術人員應當將說明書作為一個整體，各實施例中的技術方案也可以經適當組合，形成本領域技術人員可以理解的其他實施方式。