[發明專利]一種改性粉煤灰及其制備方法和用于處理腐殖酸的方法

無效

• 申請號: 201010503520.6
• 申請日: 2010-10-12
• 公開（公告）號: CN101941755A
• 公開（公告）日: 2011-01-12
• 發明（設計）人: 李磊;周桃玉;周永璋;邢志強;陳雪芹
• 申請（專利權）人: 南京工業大學
• 主分類號: C02F1/58
• 分類號: C02F1/58
• 代理公司: 南京知識律師事務所 32207
• 代理人: 汪旭東

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技術領域

????本發明涉及一種改性粉煤灰及其制備方法和用于處理腐殖酸的方法。

背景技術

粉煤灰是煤粉燃燒后，由煙氣自鍋爐中帶出的粉狀殘留物，來源于煤中無機組分，而煤中無機組分以粘土礦物為主,?另外有少量黃鐵礦,?方解石,?石英等礦物。因此粉煤灰化學成份以二氧化硅和三氧化二鋁為主，其它成分為三氧化二鐵、氧化鈣、氧化鎂、氧化鉀、氧化鈉、三氧化硫及未燃盡有機質燒失量。粉煤灰是由很多具有不同結構和形態的微粒組成，其中大多數是玻璃球體,單個粉煤灰顆粒的粒徑約為215～300μm,，平均幾何粒徑40μm。粉煤灰的真實密度是2～213?t/m³，堆積密度550～658?kg/m³，孔隙率一般為60%～75%。粉煤灰具有多孔結構，比表面積很大，一般在2500～5000m²/g，因此具有較強的吸附能力。

粉煤灰表面積大、多孔、具有一定的活性基團，其吸附作用主要包括物理吸附和化學吸附兩種。

我國每年排放粉煤灰近1億噸，且呈逐年上升趨勢，目前粉煤灰的利用率約為30?%，絕大部分被用作鋪路和造磚的材料，所以粉煤灰綜合利用是國家確定的資源綜合利用第一突破口,?是發展循環經濟，保護生態環境，實現節能減排，加快建設資源節約型、環境友好型社會的重要組成部分。??

????粉煤灰在形成過程中，由于部分氣體逸出而具有開放性孔穴，表面呈蜂窩狀；部分氣體未逸出被裹在顆粒內形成封閉性孔穴，內部也呈蜂窩狀。粉煤灰作為水處理劑有著成本低、來源廣的優點，并能實現廢物的再利用。但由于粉煤灰吸附容量小的特點，為了提高它的水處理能力，需要進行改性處理。粉煤灰的改性方法目前采用較多的有如下幾種：

1、酸法改性：用酸洗廢液對粉煤灰進行改性,所得的改性粉煤灰對抗生素廢水中的磷酸鹽的去除率達到98.?82%～99.?59%。于曉彩用混合酸(HCl?+?H₂SO₄)制得的改性粉煤灰對廢水中的非離子表面活性劑、造紙廢水中的COD、BOD、懸浮物和色度均有很好的處理效果，且要好于用堿改性的粉煤灰。夏暢斌等采用酸改性粉煤灰對焦化廢水進行處理，酸使得粉煤灰中的金屬氧化物(Al₂O₃和Fe₂O₃)與酸反應溶解而生成活性點，增加了粉煤灰的孔隙率和比表面積,同時反應生成的Al³⁺?和Fe³⁺在水中水解生成絮體，通過絮凝作用，也能增加對吸附對象的吸附作用。

2、堿改性：對粉煤灰進行堿改性，也可增大粉煤灰的比表面積。當用堿對粉煤灰改性時，粉煤灰顆粒表面的SiO₂會發生化學解離而產生可變電荷，可以破壞粉煤灰顆粒表面的堅硬外殼，增大其比表面積，而且使玻璃體表面可溶性物質與堿性氧化物反應生成膠凝物質，并使粉煤灰中的莫來石及非晶狀玻璃相熔融，從而提高活性。在堿性條件下粉煤灰顆粒表面上的羥基中的H⁺還可以發生解離，從而使顆粒表面部分帶負電荷，因此廢水中帶正電荷的金屬離子和陽離子型染料很容易被吸附在改性后的粉煤灰顆粒表面。Woolard等采用水熱法以NaOH對粉煤灰進行改性，結果發現改性后的粉煤灰比表面積增加了8倍，陽離子交換能力也較原粉煤灰提高。吸附實驗表明，改性粉煤灰對陽離子型染料亞甲基藍的吸附性能顯著高于陰離子型染料alizarin?sulfonate，吸附達到飽和時，改性粉煤灰對亞甲基藍的吸附量為原始粉煤灰的10倍，并將改性粉煤灰吸附性能的提高歸因于改性對粉煤灰表面造成的影響。朱洪濤采用添加熟石灰并升溫活化的方法對粉煤灰進行改性，研究了改性粉煤灰對活性艷蘭染料的吸附脫色規律。結果表明：當Ca(OH)₂與粉煤灰配比為1∶9，活化溫度為500?℃時，改性粉煤灰對活性艷蘭染料有較好的脫色效果。