[發明專利]一種鈣鎂礦化生物炭及其制備方法與應用

有效

• 申請號: 201310353876.X
• 申請日: 2013-08-14
• 公開（公告）號: CN103406099A
• 公開（公告）日: 2013-11-27
• 發明（設計）人: 張濤;江榮風;李平;方慈
• 申請（專利權）人: 中國農業大學
• 主分類號: B01J20/20
• 分類號: B01J20/20;B01J20/30;C02F1/28
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 關暢

1.一種鈣鎂礦化生物炭的制備方法，包括如下步驟：將粉粹的生物質與鎂鹽和鈣鹽混合物炭化即得。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于：所述粉粹的生物質與鎂鹽中鎂離子的質量比為3-18:1；所述粉粹的生物質與鈣鹽中鈣離子的質量比為3-18:1。

3.根據權利要求1或2所述的方法，其特征在于：所述生物質可選自玉米芯、玉米秸稈和/或麥秸稈；所述鎂鹽中鎂離子來自于氯化鎂或硫酸鎂；所述鈣鹽中鈣離子來自于氧化鈣；所述氯化鎂或硫酸鎂由含有氯化鎂或硫酸鎂的鹵鹽提供；所述氧化鈣由含有氧化鈣的高爐礦渣提供。

4.根據權利要求1-3任一所述的方法，其特征在于：所述炭化為限氧升溫炭化法；所述限氧升溫炭化法中，炭化溫度為300-600℃，炭化時間為2-6h。

5.根據權利要求1-4任一所述的方法，其特征在于：所述粉粹的生物質與鎂鹽和鈣鹽的混合物的制備過程包括1）和2）：

1）將粉粹的生物質加入鎂鹽溶液，攪拌、靜置后，干燥脫水；

2）將上述步驟1)制備的混合物加入鈣鹽溶液，攪拌、靜置后，干燥脫水即得；

所述鎂鹽溶液和所述鈣鹽溶液的加入順序可以互換。

6.權利要求1-5任一所述方法制備得到的鈣鎂礦化生物炭。

7.根據權利要求6所述的鈣鎂礦化生物炭，其特征在于：所述鈣鎂礦化生物炭的孔徑為10-100nm，BET比表面積大于400m²/g，孔道內固載的鈣鎂礦化物粒徑為10-50nm，鎂的重量百分比為5-20%，鈣的重量百分比為5-20%。

8.權利要求6或7所述的鈣鎂礦化生物炭在回收和/或去除畜禽廢水中磷素中的應用。

9.一種回收和/或去除畜禽廢水中磷素的方法，所述方法包括：采用間歇式流化床反應器將權利要求6或7所述的鈣鎂礦化生物炭加到畜禽廢水中進行間歇式流化態吸附反應，反應完后分別將畜禽廢水和鈣鎂礦化生物炭排出間歇式流化床反應器即可。

10.根據權利要求9所述的方法，其特征在于：

所述間歇式流化態吸附反應過程包括：按照進料0.5-1h、反應3-6h、沉淀1-2h、排料0.5-1h、空載1-2h，每6-12h為一個周期，每處理1-100m³畜禽廢水，需要一個周期；

所述反應完后分別將畜禽廢水和鈣鎂礦化生物炭排出間歇式流化床反應器，具體為將畜禽廢水排出間歇式流化床反應器時，需要采用傾角30°-60°、長度1-2m的斜管裝置排出畜禽廢水，調控上升流速0.1-0.5m/s；將鈣鎂礦化生物炭排出間歇式流化床反應器時，采用虹吸裝置排出，抽吸量0.1-1L/s；

所述在間歇式流化態吸附反應前，還需要調節畜禽廢水的pH值到4.0-6.0，溫度至20-40℃；

所述在間歇式流化態吸附反應前，可調節畜禽廢水中磷素含量至200-500mg/L，所述加入的鈣鎂礦化生物炭與所述調節后畜禽廢水磷素的質量比為10:1-20:1。