[發(fā)明專利]一種腐植酸改性飛灰磁性材料的制備及油水分離方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410011584.2
• 申請日: 2014-01-10
• 公開（公告）號: CN103693710A
• 公開（公告）日: 2014-04-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 賈漢忠;李莉;王傳義
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院新疆理化技術(shù)研究所
• 主分類號: C02F1/40
• 分類號: C02F1/40;C02F1/52;C02F1/56;C02F1/48;C02F1/28
• 代理公司: 烏魯木齊中科新興專利事務(wù)所 65106
• 代理人: 張莉

技術(shù)領(lǐng)域

發(fā)明屬于環(huán)境與材料的交叉領(lǐng)域，具體涉及一種腐植酸改性飛灰磁性材料的制備及其用于油水分離的方法。?

背景技術(shù)

鋼鐵等冶金行業(yè)在生產(chǎn)過程中要排放大量的“三廢”，其中產(chǎn)生的主要固體廢棄物，包括粉塵和副產(chǎn)品，稱為除塵灰或飛灰。我國每年生產(chǎn)8000萬噸鋼，如果按每生產(chǎn)1噸鋼排放15公斤飛灰計算，那么飛灰的年排放量就達(dá)120萬噸。這些堆積和飛揚(yáng)的粉塵對廠區(qū)及周圍的環(huán)境造成嚴(yán)重污染，對農(nóng)田的生態(tài)環(huán)境也有很大的危害。如果能對飛灰合理地開發(fā)和利用，不但可以防止產(chǎn)生二次污染，有效地改善周邊環(huán)境，而且還能變廢為寶，將飛灰作為二次資源來利用。?

飛灰可被開發(fā)為多種產(chǎn)品，如建材產(chǎn)品、水處理化學(xué)品和冶金原料等。而利用飛灰制備水處理化學(xué)品成為高值化利用的方向之一，如將飛灰制備為水處理化學(xué)品（三氯化鐵和聚合硫酸鐵），這些產(chǎn)品具有良好的絮凝和吸附作用，是自來水、河水和工業(yè)廢水的凈化劑，效果較好，該產(chǎn)品無毒、腐蝕性小，廣泛用于城市污水、工業(yè)廢水、冶煉、造紙、化工、醫(yī)藥等行業(yè)。但這類型產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝復(fù)雜，費(fèi)用較高。而一般鋼廠的飛灰中都含有較高的鐵氧化合物含量，具有較大的磁性。直接利用飛灰的這種磁性，開發(fā)相關(guān)水處理產(chǎn)品，勢必為解決飛灰利用問題的有效途徑。?

磁吸附分離法是近些年發(fā)展起來的一種新型除油方法，具體來說就是使用具有較強(qiáng)吸附能力的磁性粒子捕獲水體中乳化油滴，從而在磁性場的作用下達(dá)到快速分離的效果，該方法簡單、易操作、處理水質(zhì)好、出水穩(wěn)定、設(shè)備占地少，水處理效果完全取決于磁性粒子的吸附性能。其最新研究進(jìn)展體現(xiàn)在高效、經(jīng)濟(jì)磁性吸附劑的開發(fā)與應(yīng)用。基于以上分析可以看出，如能合理利用煉鋼廠除塵灰的磁性，通過理化改性等方法提高其吸附、分離廢水中油類等污染物的性能，對于飛灰的高值化利用和水處理技術(shù)的開發(fā)具有較大的作用。而我國具有豐富的腐植酸資源，腐植酸分子具有較多的疏水和親水基團(tuán)，可通過吸附、絡(luò)合等方式與水體中污染物結(jié)合。因此，腐植酸常可被開發(fā)為絮凝劑等水處理產(chǎn)品。基于這一特點(diǎn)，可將腐植酸的吸附、絮凝能力與磁性飛灰的磁分離能力相結(jié)合，通過簡單的物理方法對飛灰表面進(jìn)行腐植酸化改性，將其開發(fā)為油田污水處理過程中所應(yīng)用的磁性吸附劑，提高其附加值，將具有較大的現(xiàn)實(shí)意義。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的在于，針對鋼廠磁性飛灰的高值化利用和廉價磁分離水處理材料的開發(fā)問題，提供一種腐植酸改性飛灰磁性材料的制備及油水分離方法，該方法將工業(yè)廢棄物——鋼廠飛灰與腐植酸進(jìn)行簡單的物理化學(xué)處理，對飛灰的表面進(jìn)行腐植酸改性，提高其吸附和絮凝水體中油滴等疏水性污染物的能力，從而將其投加到含油污水中，只需對投加改性飛灰的污水進(jìn)行簡單的攪拌，就可以借助磁性粒子表面修飾的腐植酸分子將水體中乳狀油滴進(jìn)行吸附或絮凝，從而使油滴聚合、磁化，結(jié)合磁分離達(dá)到水體除油的目的。?

本發(fā)明所述的一種腐植酸改性飛灰磁性材料的制備及油水分離方法，將工業(yè)廢棄物—鋼廠飛灰與腐植酸進(jìn)行物理化學(xué)處理，對飛灰的表面進(jìn)行腐植酸改性，具體操作按下列步驟進(jìn)行：?

a、飛灰的純化：先將飛灰磨成細(xì)粉狀，采用永磁體或電磁鐵對飛灰進(jìn)行初選，選擇帶有磁性的粒子，將弱磁性或不具磁性的物質(zhì)棄去，將初選后的飛灰進(jìn)行清洗，直至清洗液接近中性為止，從而除去水溶性物質(zhì)，清洗后的飛灰在溫度60℃下烘干，待用；

b、腐植酸改性飛灰磁性材料的制備：將步驟a處理后的飛灰與腐植酸鈉或腐植酸鉀混合均勻，加入球磨機(jī)球磨處理1-6小時，收集產(chǎn)物，獲得腐植酸改性飛灰磁性材料；

c、腐植酸改性飛灰磁性材料的后處理：將步驟b得到的腐植酸改性飛灰磁性材料與去離子水按質(zhì)量比1:5混合、攪拌30分鐘，1000rpm下離心5分鐘，棄去上清液，收集沉淀物，重復(fù)3次，然后在溫度50-80℃下烘干，待用；?

d、腐植酸改性飛灰磁性材料對含油污水處理性能的分析：將步驟c得到的腐植酸改性飛灰磁性材料50-300?g/L投加到含油污水50-150?mg/L中，然后加入聚合氯化鋁0-1000?mg/L和聚合乙酰胺0.7?mg/L，對污水進(jìn)行600rpm下攪拌30分鐘，在外加磁場的作用下快速沉降，即可得到油水分離。

步驟a中所述的飛灰初選過程中磁體的磁場強(qiáng)度為2000-20000?Oe。?

步驟b中飛灰與腐植酸鈉或腐植酸鉀按質(zhì)量比10:1-30:1。?

步驟d中所述的含油廢水是油田廢水、天然氣田廢水、機(jī)械加工廢水或餐飲含油廢水。?