[發明專利]一種粒狀赤泥吸附劑及其制備方法

無效

• 申請號: 201210095574.2
• 申請日: 2012-04-01
• 公開（公告）號: CN102600791A
• 公開（公告）日: 2012-07-25
• 發明（設計）人: 巨少華;盧帥丹;彭金輝;張利波;王亞健;郭勝惠
• 申請（專利權）人: 昆明理工大學
• 主分類號: B01J20/02
• 分類號: B01J20/02;B01J20/30;C02F1/28
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所屬領域

本發明公開一種粒狀赤泥吸附劑及其制備方法，具體涉及一種以氧化鋁生產過程中所產生的赤泥為主要原料添加粘結劑制成有一定強度的粒狀吸附劑的方法，屬于環境保護和水處理技術領域。

技術背景

近年來，我國在環境保護方面的壓力不斷加大，國家也加強了對于環境保護的重視程度。為有效控制污染改善環境質量，從2011年開始，一大批國家環境保護法規、標準將要施行。而水污染治理則是環境污染治理的重中之重。

目前，水處理的常用方法是物理處理法和化學處理法，主要有重力分離法、離心分離法、蒸發結晶法、中和法、化學混凝和沉降法、吸附法和電滲析法等。其中，在吸附法中，活性炭的應用比較普遍，活性炭具有很強的吸附性能，可以有效地吸附廢水中的有機污染質和金屬離子。但是活性炭的制造成本較高，大量用于水處理費用較高。本發明以氧化鋁生產中的廢渣赤泥和水泥為原料混合、制粒、凝結成可替代活性炭的廉價粒狀吸附劑。

該吸附劑具有以下優點：1、利用堆積的赤泥以廢治廢；2、成本低廉，制造工藝簡單，可大量制造使用；3、對有機污染物和重金屬離子具有較好的吸附能力；4、吸附速度較快；5、易于脫附活化及循環使用；6、脫附下來的重金屬等可以回收利用。

目前，國內外關于氧化鋁生產廢渣赤泥在水處理和環境保護方面的研究越來越多。Ali?Tor?,?Yunus?Cengeloglu等的研究表明在pH為1～9的范圍內，經中和處理的赤泥對苯酚的吸附性能良好。E.?LO??PEZ,?B.?SOTO等開展了赤泥制粒的研究，采用CaSO₄和赤泥混合制粒，并測得其對Cu²⁺,?Zn²⁺,?Ni²⁺和?Cd²⁺?的吸附容量分別為19.72,?12.59,?10.95和10.57?mg/g。?Laura?Santona,?Paola?Castaldi等對赤泥進行酸處理活化，使得其對重金屬的吸附容量擴大了30%。

中國專利200610112907.2就是以氧化鋁廢渣赤泥、粉煤灰作為主要原料，添加粘結劑、激發劑和成孔劑通過焙燒制成粒狀赤泥吸附劑。但其需要在幾個溫度梯度下加熱，在高溫下焙燒而成，使其制造能耗較高，成本較高，操作復雜。

發明內容

針對現有活性炭、赤泥基等多種吸附劑使用成本高，處理量低，難以滿足大量有機、無機低濃度廢水處理的現狀，本發明采用氧化鋁生產過程中產生的廢渣赤泥作為原材料，提出了一種粒狀赤泥吸附劑及其制備方法，本方法制備的吸附劑成本低廉、制造工藝簡單、可操作性強。

本發明的主要技術方案：制備的粒狀赤泥吸附劑的主要成分及百分比：赤泥干基60～70wt%，水泥干基?2～10wt%，水20～30wt%，赤泥干基的主要組份是SiO₂、CaO、Fe₂O₃、Al₂O₃和Na₂O的任意比例混合物。赤泥的pH為13~15。將具有一定含水量的赤泥與干水泥混合均勻后，采用制粒機混合制粒，然后在潮濕的環境下養護，最終得到粒狀赤泥吸附劑。

本發明粒狀赤泥吸附劑的制造方法，其具體步驟包括如下：?

（1）制粒：取氧化鋁廠經過濾后的赤泥與水泥干基按照質量比：60～70:1～5混合均勻并制粒，制粒過程中噴灑霧化水保持顆粒表面濕潤；（小試的情況是用手把大顆粒捏碎，邊混合邊噴水，大規模情況下設想使用造粒機，造粒機可以根據物料的含水量加入適當的水蒸汽制出粒度較為均勻的顆粒。）

（2）養護：將步驟（1）中制好的赤泥顆粒用濕布覆蓋，使其在潮濕的環境下保養，根據天氣干燥情況噴灑水霧保持濕潤狀態3～10天后，凝結成粒狀赤泥吸附劑。

所述赤泥干基的主要組份是SiO₂、CaO、Fe₂O₃、Al₂O₃和Na₂O的任意比例混合物。

所述步驟（1）中制粒時添加的赤泥含水量為30～40wt%。

所述赤泥的pH為13~15。

所述水泥為普通市售。

所述赤泥吸附劑的制粒和養護過程都需要保持其含水率在20～30wt%。

本發明使用赤泥為主要原料，少量水泥為粘結劑，在提高吸附劑在水溶液中的強度的同時，又保證了赤泥吸附效果，使得制造的吸附劑既有較好的強度，又擁有較好的吸附性能。