粉煤灰複合吸附劑的製備方法
2023-12-08 14:23:06
專利名稱：粉煤灰複合吸附劑的製備方法
技術領域：
本發明屬於廢水處理淨化材料領域，涉及成型粉煤灰複合吸附劑的製備方法。
背景技術：
粉煤灰為電場排出的廢棄物，其主要成分是SiO2、Al2O3、CaO、Fe2O3等，同時還含有少量的其他物質。粉煤灰是由很多具有不同結構和形態的微粒組成，單個粉煤灰顆粒的粒徑約25～300μm，平均幾何粒徑40μm。孔隙率一般為60％～75％。粉煤灰具有多孔結構，孔隙率一般為60％～75％，比表面積一般在2500～5000m2/g，具有較強的吸附能力。對廢水中的重金屬離子、製藥廢水、有色廢水、生活汙水等有一定的吸附去除效果。但是由於粉煤灰本身為細微顆粒且吸附性能不理想等原因，使之不能裝柱運行且分離困難，因而難以在工業化利用。對粉煤灰進行成型處理，製備成型吸附劑是粉煤灰工業化利用關鍵。
發明內容
本發明的目的在於提供一種廢水處理用成型吸附劑的製備方法和工藝，它將粉煤灰先經超細球磨，得到超細粉煤灰，加入NaOH溶液，使之與粉煤灰反應生成矽酸鈉，後加入H2SO4溶液，反應聚合生成聚矽酸，進一步老化成為矽膠。生成的矽膠將粉煤灰顆粒粘結在一起成型得到粉煤灰基複合吸附劑。為了增加吸附劑的孔隙率，在聚合過程中加入低濃度氨水溶液。在粉煤灰與酸、鹼反應過程中也會生成聚合硫酸鋁、聚合硫酸鐵和殘餘的聚矽酸等水處理用混凝劑，複合混凝劑在廢水處理的過程中會產生很好的混凝效果。吸附和混凝協同作用將大大提高水處理效果。反應所生成的矽膠為多孔物質，可以為粉煤灰吸附提供通道，矽膠對水和空氣中的汙染物也有較好的吸附性能，也可產生協同吸附作用。
本發明的製備方法不同於傳統吸附劑製備的炭化和活化工藝，根據粉煤灰的組成和物理化學性質、超細粉體的高表面活性及其複合成型過程中緊密堆積所產生的有利於吸附的大量孔隙，將粉煤灰與化學試劑反應原位生成粘接劑複合成型，製備粉煤灰基超細複合吸附劑。該方法也不同於通常採用的外加粘接劑複合成型工藝，充分利用粉煤灰的組成性質生成粘接劑矽膠，既簡化了工藝也可以得到更豐富的孔隙，降低成本、提高吸附性能。在粉煤灰與酸、鹼反應過程中會生成聚合硫酸鋁、聚合硫酸鐵和聚矽酸等水處理用混凝劑，複合混凝劑在廢水處理的過程中會產生很好的混凝效果。吸附和混凝協同作用將大大提高水處理效果。
本發明的粉煤灰複合吸附劑的製備方法如下取20g超細粉煤灰，加入80ml濃度15％的NaOH溶液，置於80℃恆溫磁力攪拌器上攪拌至反應物呈瀝青狀。加入10ml濃度10％的H2SO4溶液，攪拌均勻，反應2h。加入15ml 0.15％～0.18％的氨水，放置6h以上，然後放入烘箱內烘乾。將塊狀粉煤灰混合物取出，破碎成粒度為1～3mm的顆粒，得到粉煤灰基複合吸附劑。
本發明與現有技術比較，具有以下優點1.本發明為成型粉煤灰複合吸附劑，有較好的機械強度，因而克服了粉煤灰難以裝柱運行和粉煤灰與處理水分之間的分離難的問題，有利於工業利用。
2.本發明根據粉煤灰的組成性質，進行化學反應生成矽膠作為成型用粘結劑，矽膠本身具有豐富的孔隙和較好的吸附性能。易於控制粘結劑量和分散程度且產生協同效應。
3.本發明製備的粉煤灰複合吸附劑集吸附、混凝作用於一體，是一種全新的廢水處理材料。
具體實施例方式
下面通過實施例對本發明中粉煤灰複合吸附劑的製備作進一步描述。
實施例1取160g粉煤灰，在行星球磨機上球磨5h得超細粉煤灰。粉煤灰與鋼球質量比為1∶4、轉速300r/min。取20g超細粉煤灰，加入15％的NaOH溶液80ml，置於恆溫磁力攪拌器上100℃攪拌至反應物呈瀝青狀。加入10％的H2SO4溶液5ml反應2h，烘乾後破碎得產品。
實施例2取160g粉煤灰，在行星球磨機上球磨5h得超細粉煤灰。粉煤灰與鋼球質量比為1∶4、轉速300r/min。取20g超細粉煤灰，加入15％的NaOH溶液80ml，置於恆溫磁力攪拌器上100℃攪拌至反應物呈瀝青狀。加入10％的H2SO4溶液5ml反應2h。後用15ml 0.15％的氨水溶液處理6h以上，烘乾後破碎得產品。
實施例3取160g粉煤灰，在行星球磨機上球磨5h得超細粉煤灰。粉煤灰與鋼球質量比為1∶4、轉速300r/min。稱取20g超細粉煤灰，加入15％的NaOH溶液80ml，置於恆溫磁力攪拌器上100℃攪拌至反應物呈瀝青狀。加入10％的H2SO4溶液10ml反應，攪拌均勻，用15ml濃度0.15％氨水溶液處理6h以上，烘乾後破碎得產品。
權利要求
1.一種粉煤灰複合吸附劑的製備方法，包括原料的製備和吸附劑的複合成型。其特徵和製備過程如下(1)原料加工所用原料為電場粉煤灰經過球磨機超細粉碎得到超細粉煤灰；(2)吸附劑的複合成型取超細粉煤灰，加入NaOH溶液，在80-100℃恆溫下攪拌反應至瀝青狀，然後加入H2SO4溶液，攪拌均勻後反應2h，再加入氨水溶液處理6h以上，烘乾後破碎得產品。
2.根據權利要求1所述的粉煤灰複合吸附劑的製備方法，其特徵在於其製備工藝超細粉煤灰製備(1)→鹼處理(2)→酸處理(3)→氨處理(4)→成型(5)→成品(6)。
3.根據權利要求1所述的粉煤灰複合吸附劑的製備方法，其特徵在於依次包括如下步驟A、將粉煤灰在球磨機球磨得到超細粉煤灰；B、在超細粉煤灰中加入NaOH溶液在80-100℃恆溫下攪拌反應；C、加入H2SO4溶液，攪拌均勻後反應2h；D、加入氨水溶液處理6h以上；E、乾燥、破碎得產品。
4.根據權利要求1所述的粉煤灰複合吸附劑的製備方法，其特徵在於超細粉煤灰的成型方法採用粉煤灰與NaOH溶液反應生成矽酸鈉、矽酸鈉再與H2SO4溶液反應生成矽酸、矽酸聚合成為聚矽酸、老化成為矽膠，將粉煤灰粘結成型。
5.根據權利要求1所述的粉煤灰複合吸附劑的製備方法，其特徵在於，所採用粉煤灰為電廠粉煤灰經過超細粉碎得到的超細粉煤灰。
6.根據權利要求1所述的粉煤灰複合吸附劑的製備方法，其特徵在於，所製備的粉煤灰複合吸附劑可製成各種形狀的固體顆粒。
全文摘要
本發明公開了一種廢水處理用粉煤灰複合吸附劑的製備方法，其製備過程如下取160g粉煤灰，在行星球磨機上300r/min球磨5h得超細粉煤灰。稱取20g超細粉煤灰，加入15％NaOH溶液80ml，置於恆溫磁力攪拌器上80－100℃攪拌至反應物呈瀝青狀。加入10％H
文檔編號B01J20/30GK1903424SQ20051004301
公開日2007年1月31日 申請日期2005年7月28日 優先權日2005年7月28日
發明者劉轉年 申請人:劉轉年