[發明專利]利用炭化污泥為鋁源制備多孔非晶態氫氧化鋁的方法

無效

• 申請號: 201110326008.3
• 申請日: 2011-10-24
• 公開（公告）號: CN102531010A
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發明（設計）人: 付宏剛;鄒金龍;潘凱;田國輝;田春貴;周衛;王蕾
• 申請（專利權）人: 黑龍江大學
• 主分類號: C01F7/02
• 分類號: C01F7/02
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 韓末洙

技術領域

本發明屬于多孔氫氧化鋁的制備方法；具體涉及利用炭化污泥為鋁源制備多孔非晶態氫氧化鋁的制備方法。?

背景技術

污泥是城市污水處理廠或工廠污水處理站在污水生物處理中不可避免會產生的副產品，其固體成分非常復雜，含有大量的有機質(主要是微生物代謝產物或死亡的細胞、胞外聚合物以及吸附的有機物等組成，質量約占60％-85％；主要成份除了包括多糖、蛋白質、DNA外，還含有一定數量的脂肪類、纖維素、醇、醛、酚、醚、胺類等)、多種微量元素、重金屬、無機顆粒等。未處理的污泥進入環境后，直接對水體和大氣帶來污染，對生態環境和人類健康構成嚴重威脅。為了實現污泥的無害化與資源化，充分利用污泥中的含碳有機物，國內外很多學者對污泥進行了炭化制備污泥炭材料的研究。?

污泥熱解制取污泥炭材料技術，能夠充分利用污泥中有機物質含量高、易于炭化的特點，是比較好的資源化技術，不僅可以解決污泥的出路問題，也產生了大量的有用物質。污泥制備炭材料的研究重點主要集中在中間過程控制和方法的改進。比如，對于活化藥劑的選取，主要有ZnCl₂，KOH，H₂SO₄，H₃PO₄等，究竟那種化學藥劑的效果更好還沒有完全一致的看法，因此，對于化學藥劑的選擇是一個研究的重點。同時，對于該種污泥熱解采用的方法也存在一定的認識上的不一致，比如有采用一段或兩段熱解工藝的，以及采用微波熱解的。因此，在對該種方法及工藝的探討的過程中，使其研究有了很大的發展。?

以往研究的主要集中在對污泥中有機質進行炭化利用，在制備污泥炭材料的同時會產生其它污染，因此，其局限性所在：(1)只是單純利用污泥和相關的物理、化學方法制備含炭材料，旨在進行各種污泥的資源化利用；制備方法較為簡單(只有活化)，對于污泥復雜的成分，難以得到高品質的“多孔活性炭”；(2)研究多集中在制備、表征、應用這個層面上，對影響污泥炭材料的S_BET面積、孔徑分布、孔體積分布及表面官能團的各種因素的影響并沒有深入開展研究，如清洗過程中如何提高炭的純度和性能，即如何提高炭化污泥的酸清洗的效率；(3)制備污泥吸附劑的過程中會產生大量酸洗液，直接排放會對環境造成很嚴重的污染，此洗液中含有大量的有用金屬離子，如Al³⁺(含量相對較多)、?Fe³⁺、Ca²⁺和Mg²⁺等，如果能加以回收利用，是提高污泥應用價值的科學途徑之一。?

發明內容

本發明的目的是為了提供了利用炭化污泥為鋁源制備多孔非晶態氫氧化鋁的方法。?

本發明采用污水廠剩余污泥——這種廢棄物為原料，一方面解決了污泥污染環境的問題，一方面大大降低了合成多孔非晶態氫氧化鋁材料的原料成本。采用低能耗的浸出方法對高溫炭化后的污泥炭材料進行鋁提取，高溫炭化既省卻了對含鋁原料的高溫活化過程，又可以得到具有較高S_BET面積的炭材料，提高了浸出效率。利用中和的方法實現鋁與其它雜質的分離，避免其它雜質對所獲得鋁酸鈉溶液純度的影響。易于通過改變實驗條件調控產品的產率和結構性質，制備出具有一定孔隙結構的高純的氫氧化鋁。以污泥為可再生資源，制備工藝環保，實驗設備簡單，易于實現工業化。?