[發明專利]一種粉煤灰復合過濾材料及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 201410029547.4
• 申請日: 2014-01-22
• 公開（公告）號: CN103801259A
• 公開（公告）日: 2014-05-21
• 發明（設計）人: 葛海卿;尚百雨;馬雪英;李建勇;程東惠
• 申請（專利權）人: 北京奧潤開元環保科技研究院有限公司
• 主分類號: B01J20/12
• 分類號: B01J20/12;B01J20/30;C02F1/28;C02F1/52;C02F1/72
• 代理公司: 北京萬科園知識產權代理有限責任公司 11230
• 代理人: 劉俊玲;張亞軍

技術領域

本發明涉及一種無機復合材料，尤其是一種粉煤灰復合過濾材料，及其制備方法和在污水凈化中的應用。

技術背景

粉煤灰是從煤燃燒后的煙氣中收集的細灰，是燃煤電廠排出的主要固體廢棄物。粉煤灰是我國當前排量較大的工業廢渣之一，隨著電力工業的發展，燃煤電廠的粉煤灰排放量逐年增加，大量的粉煤灰不加處理，就會產生揚塵，污染大氣；若排入水系會造成河流淤塞，而其中的有毒化學物質還會對人體和生物造成危害。但粉煤灰的比表面大，粒徑小，在0.1-10μm之間，有很多微孔，孔內可與吸附質分子作用的表面院子很多，在微孔內壁面與避免所產生的吸附力場發生疊加，吸附力增強，在較低壓力下即可達到吸附飽和。另一方面，粉煤灰分子結構中存在大量的Si-O和AL-O活性基團，能與吸附質化學鍵或離子發生結合，從而產生吸附。其吸附作用包括物理吸附和化學吸附兩方面，能夠吸附污水中的懸浮物、有色物質。降低色度，吸附并除去污水中的耗氧物質。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種污水處理材料，原料來源廣，成本低，性能穩定。該技術可使污水濁度有效降低至可排放水的水平，沒有二次污染。

本發明的上述目的是通過以下技術方案實現的：

提供一種粉煤灰復合過濾材料，它是由粒徑120-160目的粉煤灰、活性白土、二氧化硅和硅酸鹽混合制備而成。

本發明優選的粉煤灰復合過濾材料，各原料組分按重量份計為：粉煤灰60-80份，活性白土5-15份，二氧化硅5-20份，硅酸鹽5份。

本發明進一步優選的粉煤灰復合過濾材料，各原料組分按重量份計為：粉煤灰65-75份，活性白土10-15份，二氧化硅5～15份，硅酸鹽5份。

本發明最優選的粉煤灰復合過濾材料，各原料組分按重量份計為：粉煤灰72份，活性白土10份，二氧化硅13份，硅酸鹽5份。

所述的二氧化硅優選粒度為過200目-1000目篩后的粉末。

所述的硅酸鹽優選鋁鎂硅酸鹽、鋁硅酸鹽或聚硅酸鹽，最優選聚硅酸鹽。

本發明還提供制備所述的粉煤灰復合過濾材料的方法，包括以下步驟：

1）先將粉煤灰在沉淀池中用清水浸泡，除去表面粉塵，撈出粉煤灰，瀝水晾干；

2）將步驟1）處理過的粉煤灰加入造粒機中制得粉煤灰顆粒；

3）向步驟2）得到的粉煤灰顆粒中按所述的比例加入活性白土、二氧化硅和硅酸鹽制備混合顆粒；

4）將步驟3）得到的混合顆粒分散在水中，水的添加量占總物料質量的15%-20%，形成溶液，加入擴孔劑，攪拌混合后滴加正硅酸乙酯，反應3-5小時，過濾，真空干燥制得初步復合過濾材料；

5）將步驟4）得到的初步復合過濾材料在120-160℃下烘干3-5小時去除水分，然后在200-250℃下焙燒3-4小時，即制得所述的粉煤灰復合過濾材料。

步驟4）所述擴孔劑優選為3,4,5-三甲氧基苯甲酸，加入量為所述的溶液體積的2%。

步驟4）所述的正硅酸乙酯加入量優選為所述的溶液體積的0.5%。

本發明還提供所述的粉煤灰復合過濾材料作為水處理劑在污水凈化中的應用。

本發明方法所制得的復合過濾材料中，粉煤灰結成粒徑小于6毫米的顆粒物，所述的活性白土、二氧化硅和硅酸鹽包裹在粉煤灰的表面并經燒結形成吸附性微孔的瓷化層，因此本發明所述的粉煤灰復合過濾材料是一種表面瓷化且具有大量孔隙的材料。與現有技術相比，本發明的粉煤灰復合過濾材料具有以下幾方面有益效果：

1.本發明的復合過濾材料同時具有粉煤灰的吸附性和微孔物的吸附性，并且還具有絮凝性。絮凝性能的活性物質固化在微孔中，可以緩慢釋放，使吸附在微孔中的污染物被氧化降解，避免處理污水時過量消耗絮凝劑的缺點，可節約絮凝劑的消耗量。

2.本發明的復合過濾材料，由粉煤灰、硅酸鹽和活性白土復合燒制而成，具有三重結構，對污染物質同時具有吸附分解的效果，明顯地提高了粉煤灰的污染物處理能力。

3.本發明的復合過濾材料制備的工藝簡單，且不會產生二次污染。

4.本發明的復合過濾處理范圍廣，可綜合處理城市污水；處理效果好，懸浮物去除率在99%以上，產生的絮體少，沉淀快。

具體實施方式

實施例1

將粉煤灰在沉淀池中用清水浸泡，除去表面粉塵，撈出粉煤灰，瀝水晾干；

將處理過的粉煤灰加入造粒機中制得粉煤灰顆粒，結成粒徑小于6毫米的顆粒物；

將各原料按照以下重量混合（千克）：