CN106362687B - 海泡石吸附剂及其制备方法、再生方法 - Google Patents

海泡石吸附剂及其制备方法、再生方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种海泡石吸附剂的制备方法。所述海泡石吸附剂的制备方法包括如下步骤：将海泡石酸化处理后水洗至中性，并干燥得到预处理海泡石；向所述预处理海泡石中加入有机溶液进行浸渍，浸渍完成后进行过滤、水洗、烘干、研磨，然后通入氮气在300‑600℃条件下进行活化，得到改性海泡石；将改性海泡石与兰炭按比例混合，得到海泡石吸附剂。本发明提供的海泡石吸附剂的制备方法制备得到的海泡石吸附剂具有吸附性能好、成本低的特点；且该吸附剂的再生方法简单，再生能耗低。基于所述海泡石吸附剂的制备方法，本发明还提供一种海泡石吸附剂和所述海泡石吸附剂的再生方法。

Description

海泡石吸附剂及其制备方法、再生方法
技术领域
本发明涉及废水处理技术领域，具体涉及一种海泡石吸附剂及其制备方法、再生方法。
背景技术
水是人类赖以生存和发展不可缺少的资源，随着我国经济的发展，城市化和工业化的推进导致了严重的水体污染，特别是印染、制药、制革以及化工等行业带来的不同种类的废水。
在废水处理方法中，吸附法作为一种简单易行、成本较低的方法，得到了广泛的应用。相关技术中，常见的吸附剂一般是以碳质为原料的活性炭吸附剂或是金属、非金属氧化物类吸附剂，其中活性炭吸附剂吸附效果较好但成本较高，金属、非金属氧化物类吸附剂则吸附能力较低。且相关技术中，不同种类的废水需要用不同种类的吸附剂进行吸附，吸附剂的应用范围窄。
因此，有必要提供一种吸附性能好、成本低且应用范围广的吸附剂解决上述技术问题。
发明内容
本发明的目的是克服上述技术问题，提供一种海泡石吸附剂的制备方法，制备得到的海泡石吸附剂具有吸附性能好、成本低的特点；且该吸附剂的再生方法简单，再生能耗低。
本发明的技术方案如下：
一种海泡石吸附剂的制备方法，包括如下步骤：
海泡石预处理：将海泡石酸化处理后水洗至中性，并干燥得到预处理海泡石；
海泡石改性：向所述预处理海泡石中加入有机溶液进行浸渍，浸渍完成后进行过滤、水洗、烘干、研磨，然后通入氮气在300-600℃条件下进行活化，得到改性海泡石；
吸附剂配制：将改性海泡石与兰炭按比例混合，得到海泡石吸附剂。
优选的，所述海泡石改性步骤中，有机溶液为十二烷基苯磺酸钠或十六烷基三甲基溴化铵，所述有机溶液的浓度为1-10mmol/L。
优选的，所述海泡石改性步骤中，活化时间为30-180min。
优选的，所述海泡石预处理步骤中，海泡石酸化处理工艺所用的酸溶液为硝酸或盐酸，溶度为0.2-1.5mol/L。
优选的，海泡石与酸溶液的质量比为1：5-20。
优选的，所述海泡石预处理步骤中，干燥温度为100-120℃。
优选的，所述吸附剂配制步骤中，改性海泡石与兰炭的质量比为1：0.1-10。
优选的，所述吸附剂配制步骤中，所述改性海泡石的粒度为12-180目，所述兰炭的粒度为80-140目。
基于所述海泡石吸附剂的制备方法，本发明还提供一种由所述海泡石吸附剂的制备方法制备得到的海泡石吸附剂。
本发明还提供一种海泡石吸附剂的再生方法，包括：将所述海泡石吸附剂用于吸附废水后，向吸附有废物的吸附剂中通入空气，并加热至300-600℃进行再生处理，得到再生的海泡石吸附剂。
相较于现有技术，本发明提供的海泡石吸附剂及其制备方法、再生方法有益效果在于：
一、本发明提供的海泡石吸附剂的制备方法，以多孔结构的海泡石和兰炭为原料，得到的海泡石吸附剂吸附性能优；通过调整海泡石和兰炭的比例，可应用于不同种类的废水处理，从而提高了其应用范围；
二、本发明提供的海泡石吸附剂，以多孔结构的海泡石和兰炭为原料，成本低廉。
三、本发明提供的海泡石吸附剂的再生方法，通过向吸附有有机废物的吸附剂中通入空气，并加热至300-600℃进行再生处理，其中兰炭与被吸附的有机废物完全燃烧再生，且燃烧过程过放出的热量可满足海泡石再生所需的能耗，使海泡石得到再生与活化。
具体实施方式
为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
海泡石是一种富镁纤维状硅酸盐粘土矿物，结构呈链状和层状纤维状，由12个硅氧四面体和8个镁氧八面体组成其基本结构单元，海泡石具有大的比表面积，可以吸附大量水和极性物质。
兰炭又称半焦、焦粉，是低变质煤在400～600℃下热解所得的固体产品，作为一种新型炭素材料，其具有固定炭高、比电阻高、化学活性高、含灰份低、铝低、硫低、磷低的特性。
以下根据具体实施例详细描述海泡石吸附剂的制备、再生方法。
实施例1
海泡石吸附剂的制备方法：
步骤S1、海泡石预处理
将海泡石酸化处理后水洗至中性，并干燥得到预处理海泡石；
具体的，以浓度为0.2mol/L的盐酸或硝酸作为酸溶液，将粉碎后的海泡石用所述酸溶液浸渍一段时间，其中海泡石与酸溶液的质量比为1:5，然后再进行过滤、用蒸馏水洗涤至中性、在100℃条件下干燥6h，得到预处理海泡石；
步骤S2、海泡石改性
向所述预处理海泡石中加入有机溶液进行浸渍，浸渍完成后进行过滤、水洗、烘干、研磨，然后通入氮气在300-600℃进行活化，得到改性海泡石；
具体的，将步骤S1得到的预处理海泡石研磨过筛后在浓度为1mmol/L的十二烷基苯磺酸钠溶液中进行浸渍，浸渍完成后进行过滤、水洗、烘干、研磨等工艺，其中烘干温度为60-100℃，研磨粒度为12-180目，然后通入氮气，并在300℃条件下高温活化2h，得到改性海泡石；
步骤S3、吸附剂配制
将步骤S2得到的改性海泡石与兰炭按质量比1：10混合，得到海泡石吸附剂，其中兰炭可以为兰炭原料或改性兰炭，兰炭的粒度为80-140目，改性兰炭的改性工艺包括酸化处理和高温活化，具体工艺可参考海泡石的改性工艺。
上述海泡石吸附剂可应用于阳离子染料废水、重金属离子废水、甲苯、甲醛等有机类废水或者其组合。
将上述海泡石吸附剂应用于不同种类的废水，效果如下表：
通过上述数据可分析得出，本发明的海泡石吸附剂可吸附不同种类的废水，将其应用于对阳离子染料废水、重金属废水、有机物废水进行吸附，其中阳离子染料废水的吸附效率为75-80％，重金属废水中重金属吸附效率为80-83％，有机物废水中甲苯、甲醛的吸附效率为63-67％。
将吸附有废物的吸附剂进行再生处理，得到再生的海泡石吸附剂，具体工艺如下：
向吸附有废物的吸附剂中通入空气，加热至300℃，其中兰炭与被被吸附的废物完全燃烧而再生，而燃烧过程中放出的热量用于海泡石的活化，使海泡石得到再生。
实施例2
海泡石吸附剂的制备方法：
步骤S1、海泡石预处理
将海泡石酸化处理后水洗至中性，并干燥得到预处理海泡石；
具体的，以浓度为1.0mol/L的盐酸或硝酸作为酸溶液，将粉碎后的海泡石用所述酸溶液浸渍一段时间，其中海泡石与酸溶液的质量比为1：20，然后再进行过滤、用蒸馏水洗涤至中性、在105℃条件下干燥5h，得到预处理海泡石；
步骤S2、海泡石改性
向所述预处理海泡石中加入有机溶液进行浸渍，浸渍完成后进行过滤、水洗、烘干、研磨，然后通入氮气在600℃条件下进行活化，得到改性海泡石；
具体的，将步骤S1得到的预处理海泡石研磨过筛后在浓度为5mmol/L的十六烷基三甲基溴化铵溶液中进行浸渍，浸渍完成后进行过滤、水洗、烘干、研磨等工艺，其中烘干温度为80℃，研磨粒度为12-180目，然后通入氮气，并在400℃条件下高温活化2.5h，得到改性海泡石；
步骤S3、吸附剂配制
将步骤S2得到的改性海泡石与兰炭按质量比1：5混合，得到海泡石吸附剂，其中兰炭可以为兰炭原料或改性兰炭，兰炭的粒度为80-140目，改性兰炭的改性工艺包括酸化处理和高温活化，具体工艺可参考海泡石的改性工艺。
上述海泡石吸附剂可应用于阴离子染料废水、重金属离子废水、甲苯、甲醛等有机类废水或者其组合。
将上述海泡石吸附剂应用于不同种类的废水，效果如下表：
通过上述数据可分析得出，本发明的海泡石吸附剂可吸附不同种类的废水，将其应用于对阴离子染料废水、重金属废水、有机物废水进行吸附，其中阳离子染料废水的吸附效率为78-83％，重金属废水中重金属吸附效率为77-80％，有机物废水中甲苯、甲醛的吸附效率为60-65％。
将吸附有废物的吸附剂进行再生处理，得到再生的海泡石吸附剂，具体工艺如下：
向吸附有废物的吸附剂中通入空气，加热至400℃，其中兰炭与被被吸附的废物完全燃烧而再生，而燃烧过程中放出的热量用于海泡石的活化，使海泡石得到再生。
实施例3
海泡石吸附剂的制备方法：
步骤S1、海泡石预处理
将海泡石酸化处理后水洗至中性，并干燥得到预处理海泡石；
具体的，以浓度为1.5mol/L的盐酸或硝酸作为酸溶液，将粉碎后的海泡石用所述酸溶液浸渍一段时间，其中海泡石与酸溶液的质量比为1:10，然后再进行过滤、用蒸馏水洗涤至中性、在120℃条件下干燥4h，得到预处理海泡石；
步骤S2、海泡石改性
向所述预处理海泡石中加入有机溶液进行浸渍，浸渍完成后进行过滤、水洗、烘干、研磨，然后通入氮气600℃进行活化，得到改性海泡石；
具体的，将步骤S1得到的预处理海泡石研磨过筛后在浓度为10mmol/L的十二烷基苯磺酸钠溶液中进行浸渍，浸渍完成后进行过滤、水洗、烘干、研磨等工艺，其中烘干温度为100℃，研磨粒度为12-180目，然后通入氮气，并在600℃条件下高温活化30min，得到改性海泡石；
步骤S3、吸附剂配制
将步骤S2得到的改性海泡石与兰炭按质量比1：0.1混合，得到海泡石吸附剂，其中兰炭可以为兰炭原料或改性兰炭，兰炭的粒度为80-140目，改性兰炭的改性工艺包括酸化处理和高温活化，具体工艺可参考海泡石的改性工艺。
上述海泡石吸附剂可应用于阳离子染料废水、重金属离子废水、甲苯、甲醛等有机类废水或者其组合。
将上述海泡石吸附剂应用于不同种类的废水，效果如下表：
通过上述数据可分析得出，本发明的海泡石吸附剂可吸附不同种类的废水，将其应用于对阳离子染料废水、重金属废水、有机物废水进行吸附，其中阳离子染料废水的吸附效率为70-75％，重金属废水中重金属吸附效率为73％，有机物废水中甲苯、甲醛的吸附效率为57-60％。
将吸附有废物的吸附剂进行再生处理，得到再生的海泡石吸附剂，具体工艺如下：
向吸附有废物的吸附剂中通入空气，加热至600℃，其中兰炭与被被吸附的废物完全燃烧而再生，而燃烧过程中放出的热量用于海泡石的活化，使海泡石得到再生。
相较于现有技术，本发明提供的海泡石吸附剂及其制备方法、再生方法有益效果在于：
一、本发明提供的海泡石吸附剂的制备方法，以多孔结构的海泡石和兰炭为原料，得到的海泡石吸附剂吸附性能优；通过调整海泡石和兰炭的比例，可应用于不同种类的废水处理，从而提高了其应用范围；
二、本发明提供的海泡石吸附剂，以多孔结构的海泡石和兰炭为原料，成本低廉。
三、本发明提供的海泡石吸附剂的再生方法，通过向吸附有有机废物的吸附剂中通入空气，并加热至300-600℃进行再生处理，其中兰炭与被吸附的有机废物完全燃烧再生，且燃烧过程过放出的热量可满足海泡石再生所需的能耗，使海泡石得到再生与活化。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种海泡石吸附剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
海泡石预处理：将海泡石酸化处理后水洗至中性，并干燥得到预处理海泡石；
海泡石改性：向所述预处理海泡石中加入有机溶液进行浸渍，浸渍完成后进行过滤、水洗、烘干、研磨，然后通入氮气在300-600℃条件下进行活化，得到改性海泡石；
吸附剂配制：将改性海泡石与兰炭按比例混合，得到海泡石吸附剂。
2.根据权利要求1所述的海泡石吸附剂的制备方法，其特征在于，所述海泡石改性步骤中，有机溶液为十二烷基苯磺酸钠或十六烷基三甲基溴化铵，所述有机溶液的浓度为1-10mmol/L。
3.根据权利要求2所述的海泡石吸附剂的制备方法，其特征在于，所述海泡石改性步骤中，活化时间为30-180min。
4.根据权利要求1所述的海泡石吸附剂的制备方法，其特征在于，所述海泡石预处理步骤中，海泡石酸化处理工艺所用的酸溶液为硝酸或盐酸，溶度为0.2-1.5mol/L。
5.根据权利要求4所述的海泡石吸附剂的制备方法，其特征在于，海泡石与酸溶液的质量比为1：5-20。
6.根据权利要求5所述的海泡石吸附剂的制备方法，其特征在于，所述海泡石预处理步骤中，干燥温度为100-120℃。
7.根据权利要求1所述的海泡石吸附剂的制备方法，其特征在于，所述吸附剂配制步骤中，改性海泡石与兰炭的质量比为1：0.1-10。
8.根据权利要求7所述的海泡石吸附剂的制备方法，其特征在于，所述吸附剂配制步骤中，所述改性海泡石的粒度为12-180目，所述兰炭的粒度为80-140目。
9.一种海泡石吸附剂，其特征在于，由权利要求1至8中任一项所述的海泡石吸附剂的制备方法制备得到。
10.一种权利要求9所述的海泡石吸附剂的再生方法，其特征在于，包括：将所述海泡石吸附剂用于吸附废水后，向吸附有废物的吸附剂中通入空气，并加热至300-600℃进行再生处理，得到再生的海泡石吸附剂。
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