CN102500311A - 一种改性粉煤灰生产吸附剂的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种改性粉煤灰生产吸附剂的方法，将水、粉煤灰与过渡金属氧化物按质量比混合均匀，得到泥状混合物；再在自然条件下陈化，得到胶泥状混合物并制成柱状颗粒；经自然条件下干燥后焙烧，即制得颗粒状的吸附剂。该方法成本低、流程简单，对原料不需要做任何预处理，适用于不同来源的煤和不同燃烧条件下产生的粉煤灰；生成的成品颗粒状吸附剂，性能稳定，可连续处理进行废水的净化处理，适合大规模应用；缓解了粉煤灰对环境所造成的污染。
Description
技术领域
本发明涉及一种改性粉煤灰生产吸附剂的方法，属于煤系固体废弃物资源化利用领域。
背景技术
我国以煤炭为主要能源，电力的76%是由煤炭产生的，每年用煤达4亿多吨，占全国原煤产量的1/3。1997年全国排放粉煤灰已超过1亿吨，成为世界最大的排灰国，造成了严重的环境污染并占用了大量的土地。实际上粉煤灰，是一种多孔性松散固体集合物，比表面积较大，其表面的原子力均为不饱和，存在一定的表面能。可以吸附废水中的污染物，直至达到吸附平衡为止。因此，从环境保护和资源利用的角度，粉煤灰的处理与利用已迫在眉睫。
申请号02126668的专利申请中公开了一种粉煤灰石膏空心砌块的制作方法，该方法以石膏为主胶凝剂，各组分与水混合成粘稠剂，在特定模具中成型后制成，其配料的组分包括石膏、粉煤灰、水泥、珍珠岩、水溶胶、减水剂、复合激发剂和水；该发明经检验，符合国家行业标准JC/TT698-1998中的各项指标要求，生产过程中基本上无“三废”污染，可利用粉煤灰10～15%，能实现废物利用，减轻环保压力。
在申请号02129387.2的专利申请中公开了一种高掺量粉煤灰烧结建筑用砖及其制备方法。该方法采用组分含量（重量份）为：粉煤灰85～95、钠基膨润土5～15、添加剂为3～10。其制备工艺为：将粉煤灰、钠基膨润土和添加剂按比例混膈搅拌压碾、添加18～22重量份的水二次搅拌后，刻制砖坯，抽取轮窑的余热逆向鼓入干燥洞中将砖坯烘干、入窑烧制。该发明所生的建筑用砖粉煤灰含量高、生产工序简单，低了轮窑排气造成的空气污染，提高了生产效率。其产品达到了GB5101－93烧结普通砖的国家标准。
在申请号02138756.7的专利申请中公开了一种粉煤灰合成沸石的方法，该方法采用水热合成法，选取NaOH浓度1.0～2.0mol/L、水溶液与粉煤灰比1.25～2.5L/S，合成温度90～190℃、合成压力0～1.0MPa、合成时间22～72h，首先，分别将称好的NaOH与粉煤灰，加入水中混合搅拌制成基样，进行水热处理，然后采用高压釜对基样加热，并持续搅拌，使其晶化，达到一定时间后，停止加热并将合成样品过滤、干燥即得到合成沸石产品。直接利用粉煤灰合成沸成沸石，粉煤灰转化沸石率为60～80%。
长期以来，粉煤灰一直都作为建筑材料来使用，在吸附剂方面的应用还处于研究阶段，由于处理效果不是很好，还不能大规模的应用。
发明内容
本发明的目的是提供一种改性粉煤灰生产吸附剂的方法，利用过渡金属改性粉煤灰，使其吸附性能有极大的改变，对水中污染物的去除具有良好的效果。
本发明通过下列技术方案实现：一种改性粉煤灰生产吸附剂的方法，经过下列各步骤：
A．将水、粉煤灰与过渡金属氧化物按10︰10︰0.01～0.20的质量比，进行混合均匀，得到泥状混合物；
B．将步骤A所得泥状混合物在自然条件下陈化10～15小时，得到胶泥状混合物；
C．将步骤B所得胶泥状混合物制成粒径1～3mm、长度2～8mm的柱状颗粒；
D．将步骤C所得柱状颗粒在自然条件下干燥20～30小时；
E．将步骤D所得干燥后的柱状颗粒在温度为500～650℃下焙烧1～1.5小时，即制得颗粒状的吸附剂。
所述步骤A中的过渡金属氧化物为CuO、Al2O3或Fe2O3。
所述步骤A中粉煤灰的主要化学成分为：SiO2 33.9～59.7%、Al2O3 16.5～35.4%、Fe2O3 1.5～19.7%、CaO 0.8～1.9%、MgO 0.7～1.9%、K2O 0.6～2.9%、Na2O 0.2～1.1%、SO3 0～1.1%、烧失量 1.2～23.6%。
本发明具备下列优点：
（1）改性剂为常用的过渡金属，价格比较便宜，成本比较低廉；
（2）工艺流程比较简单，对原料不需要做任何预处理，适用于不同来源的煤和不同燃烧条件下产生的粉煤灰；
（3）生成的成品颗粒状吸附剂，性能稳定，可连续处理进行废水的净化处理，适合大规模应用；
（4）整个工艺过程最大限度的消化了粉煤灰，缓解了粉煤灰对环境所造成的污染，同时也为废水的处理提供了一种价廉而效果明显的吸附剂。
具体实施方式
下面将结合实施例进一步阐明本发明的内容，但这些实例并不限制本发明的保护范围。
实施例1
A．将10g水、10g粉煤灰与0.1g Fe2O3进行混合均匀，得到泥状混合物；
B．将步骤A所得泥状混合物在自然条件下陈化12小时，得到胶泥状混合物；
C．将步骤B所得胶泥状混合物制成粒径2mm、长度4mm的柱状颗粒；
D．将步骤C所得柱状颗粒在自然条件下干燥24小时；
E．将步骤D所得干燥后的柱状颗粒在温度为500℃下焙烧1小时，即制得颗粒状的吸附剂。
取该颗粒状的吸附剂4g，加入到1000mL的造纸废水中，造纸中段废水的出水水质色度从原来的80倍降低到20倍，CODCr由原来的245.7mg/L降低到30.6mg/L，CODCr的去除率达到了87.55%；而普通的经过改性的粉煤灰只能使CODCr的去除率达到了42.1%。而且该吸附剂至少还能重复利用4次，但是普通的粉煤灰不能够重复利用。
实施例2
A．将10g水、10g粉煤灰与0.2g Al2O3进行混合均匀，得到泥状混合物；
B．将步骤A所得泥状混合物在自然条件下陈化15小时，得到胶泥状混合物；
C．将步骤B所得胶泥状混合物制成粒径1mm、长度8mm的柱状颗粒；
D．将步骤C所得柱状颗粒在自然条件下干燥30小时；
E．将步骤D所得干燥后的柱状颗粒在温度为550℃下焙烧1.2小时，即制得颗粒状的吸附剂。
取该颗粒状的吸附剂4g，加入到1000mL的造纸废水中，造纸中段废水的出水水质色度从原来的80倍降低到16倍，CODCr由原来的245.7mg/L降低到20.1mg/L，CODCr的去除率达到了91.82%；而普通的经过改性的粉煤灰只能使CODCr的去除率达到了42.1%。而且该吸附剂还能重复利用4次，但是普通的粉煤灰不能够重复利用。
实施例3
A．将10g水、10g粉煤灰与0.01g CuO，进行混合均匀，得到泥状混合物；
B．将步骤A所得泥状混合物在自然条件下陈化10小时，得到胶泥状混合物；
C．将步骤B所得胶泥状混合物制成粒径3mm、长度2mm的柱状颗粒；
D．将步骤C所得柱状颗粒在自然条件下干燥20小时；
E．将步骤D所得干燥后的柱状颗粒在温度为650℃下焙烧1.5小时，即制得颗粒状的吸附剂。
取该颗粒状的吸附剂4g，加入到1000mL的焦化废水A/O出水中，造纸中段废水的出水水质色度从原来的55倍降低到6倍，CODCr由原来的240mg/L降低到15.1mg/L，CODCr的去除率达到了93.71%。该吸附剂还能重复利用4次，对出水水质的改善非常明显。
Claims (2)
1.一种改性粉煤灰生产吸附剂的方法，其特征在于经过下列各步骤：
A．将水、粉煤灰与过渡金属氧化物按10︰10︰0.01～0.20的质量比，进行混合均匀，得到泥状混合物；
B．将步骤A所得泥状混合物在自然条件下陈化10～15小时，得到胶泥状混合物；
C．将步骤B所得胶泥状混合物制成粒径1～3mm、长度2～8mm的柱状颗粒；
D．将步骤C所得柱状颗粒在自然条件下干燥20～30小时；
E．将步骤D所得干燥后的柱状颗粒在温度为500～650℃下焙烧1～1.5小时，即制得颗粒状的吸附剂。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤A中的过渡金属氧化物为CuO、Al2O3或Fe2O3。
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