[發明專利]一種微波低溫造孔活化粒狀赤泥制備多孔吸附材料的方法

無效

• 申請號: 201210426820.8
• 申請日: 2012-10-31
• 公開（公告）號: CN102908983A
• 公開（公告）日: 2013-02-06
• 發明（設計）人: 巨少華;盧帥丹;彭金輝;張利波
• 申請（專利權）人: 昆明理工大學
• 主分類號: B01J20/10
• 分類號: B01J20/10;B01J20/28;B01J20/30;C02F1/28
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技術領域

本發明涉及有色冶金廢渣利用技術領域，具體涉及一種微波低溫造孔活化粒狀赤泥制備多孔吸附材料的方法。

背景技術

赤泥是以鋁土礦為原料生產氧化鋁過程中產生的極細顆粒強堿性固體廢物，每生產一噸氧化鋁，大約產生赤泥0.8～1.5噸。我國是氧化鋁生產大國，2009年生產氧化鋁2378萬噸，約占世界總產量的30%，產生的赤泥近3000萬噸。目前我國赤泥綜合利用率僅為4%，累積堆存量達到2億噸。隨著我國氧化鋁產量的逐年增長和鋁土礦品位的逐漸降低，赤泥的年產生量還將不斷增加，預計到2015年，赤泥累計堆存量將達到3.5億噸。赤泥大量堆存，既占用土地，浪費資源，提高成本（其處置費用高達氧化鋁生產費用的5%），又易造成環境污染和安全隱患。

目前，赤泥綜合利用仍屬世界性難題，國際上對赤泥主要采用堆存覆土或傾入大海的處置方式。國內外針對赤泥綜合利用進行了大量的研究工作，如赤泥提取有價金屬，配料生產水泥、建筑用磚、礦山膠結充填膠凝材料、路基固結材料和高性能混凝土摻合料、化學結合陶瓷（CBC）復合材料、保溫耐火材料、環保材料等。這些研究都尚處于實驗室階段。由于赤泥具有堿性強、比表面積大、各種組分互相包裹、嵌布等特征，使其綜合利用難以借鑒其他領域一些成熟的工藝、技術和設備，在我國乃至國際上尚未形成高效利用和適于大規模推廣的技術方案。

因此，隨著赤泥產量的日益增加和人們對環境保護意識的不斷提高，開展深入細致的基礎研究，發揮赤泥所具有的獨特性質，形成可大規模循環利用赤泥并最終無害化的方法已迫在眉睫。

近年來，國內外許多學者針對赤泥具有含鐵高、高溫穩定性好、粒度細和表面積大等優點，開展了將其應用于重金屬、有機污染廢水的處理的研究，并取得了較好的效果。但由于還存在分離/制粒難、活化難、吸/脫附機理不清和效率低等關鍵問題，無法實現產業化。

發明內容

本發明的目的在于解決以上現有技術中存在的問題，提供一種微波低溫造孔活化粒狀赤泥制備多孔吸附材料的方法，利用微波造孔活化具有溫度低、時間短、造孔好和活化效率高等特點，采用微波低溫造孔活化方法把赤泥粒制成強度高、吸附劑孔徑小，比表面積大，吸附容量大，脫附性能好的多孔材料。

本發明通過下列技術方案實現：一種微波低溫造孔活化粒狀赤泥制備多孔吸附材料的方法，經過下列各步驟：

按粘結劑為赤泥質量（干重比w/w）的2～10%，將赤泥廢渣和粘結劑混合均勻，再用制粒機或手工揉捏至顆粒狀，利用微波對赤泥顆粒在活化溫度為80～500℃下進行活化5～30分鐘，即得到多孔吸附材料。

所述赤泥廢渣為氧化鋁廠經過濾后含水量20～50%的赤泥廢渣。

所述粘結劑為水泥或聚丙烯酰胺。

所述微波能比功率為0.2～10w/g。

所述顆粒狀的粒度為0.1～10mm。

添加粘結劑使得混合制備的多孔吸附材料具有良好的抗水溶強度，80～500℃的活化溫度既可以蒸發掉顆粒表面及內部的水分，造成顆粒表面及內部的空隙和表面積，不會破壞顆粒的組成物相成分，同時降低能耗。

本發明采用粘結劑制粒—微波低溫造孔活化—水洗活化的方法把赤泥制成高強度的多孔材料，應用于重金屬和有機廢水的吸附和脫附處理。主要是利用微波燒結所具有的燒結溫度低、選擇性燒結、時間短、能耗低和活化效率高等特點，制備出強度高、孔隙豐富的多孔材料。

本發明具有以下積極效果：

（1）通過將赤泥直接添加粘結劑制粒，在大大縮短處理流程的情況下，方便了回收利用赤泥中的堿。

（2）通過將制好粒的赤泥放入微波低溫活化造孔，所生產的多孔吸附材料粒度細，孔隙發達，表面積大，吸水性強，耐溫穩定性好，成本低，在吸附處理廢水方面具有其很大的優勢。

利用微波對赤泥中鐵等物質的選擇性加熱和諧振燒結作用，活化赤泥，使其中產生更多微小孔隙，把其中的堿固化在硅物相和鐵物相晶格中，并形成吸附重金屬和有機污染物質的活性中心。該方法制得的多孔吸附材料孔隙容積大于0.0826?ml/g，比表面積18.62～24.25m²/g，粒徑可根據需要制成各種尺寸。所生產的多孔吸附材料粒度細，孔隙發達，表面積大，吸水性強，耐溫穩定性好，成本低，在吸附處理廢水方面具有很大的優勢。

具體實施方式

下面結合實施例對本發明做進一步說明。

實施例1