[發明專利]一種硅藻土/粉煤灰顆粒吸附劑及其制備方法和應用

在審

• 申請號: 201510576364.9
• 申請日: 2015-09-11
• 公開（公告）號: CN105107458A
• 公開（公告）日: 2015-12-02
• 發明（設計）人: 石太宏;葉進鵬
• 申請（專利權）人: 中山大學
• 主分類號: B01J20/14
• 分類號: B01J20/14;B01J20/30;C02F1/28;C02F1/62;C02F101/20
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 陳衛

技術領域

本發明屬于吸附劑技術領域，更具體地，涉及一種硅藻土/粉煤灰顆粒吸附劑及其制備方法和應用。

背景技術

硅藻土作為一種廉價的非金屬礦物，對重金屬具有良好的吸附性能。但是，目前大量的研究還只是停留在其粉末研究階段，而粉末狀的硅藻土礦物用于水處理存在固液分離難，易造成設備堵塞，難以實現動態運行等問題。

大量研究顯示，粉狀吸附劑具有良好的吸附性能，但是其在水中的溶脹性和沉降性較差，具有很強的懸浮性和分散性，遇水即化，形成泥漿水，造成處理后水體濁度高，通透性較差，處理后固液分離難，增加后續處理步驟和成本，容易導致設備堵塞，并且難以實現動態運行，極大的限制了其在廢水處理中的大規模應用。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是克服現有粉狀吸附劑遇水即化造成后續固液分離難，堵塞設備等問題和技術不足，提供一種采用硅藻土和粉煤灰進行吸附劑顆?；纳a方法，利用硅藻土、粉煤灰結合淀粉制備顆粒吸附劑，用于吸附重金屬離子。該顆粒吸附劑成本低廉，能有效解決固液分離、設備堵塞等問題，實現工業化的連續操作。

本發明的目的是提供一種硅藻土/粉煤灰顆粒吸附劑。

本發明另一目的是提供上述硅藻土/粉煤灰顆粒吸附劑的制備方法。

本發明再一目的是提供上述硅藻土/粉煤灰顆粒吸附劑的應用。

本發明上述目的是通過以下技術方案予以實現：

一種硅藻土/粉煤灰顆粒吸附劑，是采用硅藻土原礦粉、粉煤灰作為主要原料，并摻加淀粉作為造孔劑，經過加水混合、成球、風干、烘干和焙燒一系列過程，使得硅藻土原礦粉、粉煤灰粉狀吸附劑復合成型所得；具體是先將硅藻土原礦粉、粉煤灰和淀粉混合均勻，加水攪拌成泥團，造粒成球，并經自然風干、烘干、高溫焙燒定型后制得顆粒狀吸附劑。

其中，優選地，按重量計，硅藻土原礦粉：粉煤灰：淀粉：水=2～4：1～3：1～3：2～4。

更優選地，按重量計，硅藻土原礦粉：粉煤灰：淀粉：水=3：2：1：2組成。即主要原料硅藻土：粉煤灰=3：2；淀粉的添加量為硅藻土和粉煤灰總重量的20%，水約占硅藻土和粉煤灰總重的40%。

優選地，所述硅藻土原礦粉和粉煤灰均過200～600目篩。

優選地，所述制成的顆粒吸附劑的形狀為粒徑2～3mm的球狀。

另外，上述的硅藻土/粉煤灰顆粒吸附劑的制備方法包括以下步驟：

S1.混料：將硅藻土原礦粉和粉煤灰過200～600目篩，再與淀粉混合均勻，加水攪拌制成可塑性的泥團，靜置陳化24～48h；

S2.造粒：將S1得到的泥團進行造粒，制成生球；

S3.風干：自然風干24～48h；

S4.烘干：將S3風干后的生球100～150℃烘干6～24h；

S5.焙燒：將S4烘干的生球在400～600℃的條件下焙燒1～4h定型（如置于馬弗爐中焙燒）；

S6.自然冷卻，得到硅藻土/粉煤灰顆粒吸附劑。

其中，優選地，步驟S1所述硅藻土原礦粉和粉煤灰均過200目篩。

優選地，步驟S1所述陳化時間為24h。

優選地，步驟S2所述生球的粒徑為2～3mm。

優選地，步驟S3所述自然風干的時間為24h。

優選地，步驟S4所述烘干的溫度為105℃，烘干的時間為6h。

優選地，步驟S5所述焙燒的溫度為500℃，焙燒的時間為1h。

另外，上述硅藻土/粉煤灰顆粒吸附劑在處理重金屬污染廢水中的應用也在本發明的保護范圍之內。

將顆粒吸附劑與重金屬污染廢水混合，在常溫條件下振蕩吸附，即完成對溶液中重金屬離子的去除。

優選地，所述重金屬污染廢水為含Cu²⁺、Zn²⁺和/或Ni²⁺等重金屬離子的廢水。

更優選地，所述重金屬污染廢水中重金屬的濃度為：Cu²⁺≤30mg/L，Zn²⁺≤20mg/L，Ni²⁺≤20mg/L。

最優選地，所述重金屬污染廢水中重金屬的濃度為：Cu²⁺≤20mg/L，Zn²⁺≤10mg/L，Ni²⁺≤10mg/L。

作為一種可實施的方案，所述應用的方法為：將硅藻土/粉煤灰顆粒吸附劑與重金屬污染廢水混合，控制溶液初始pH為5～8，在室溫條件下振蕩吸附2.5～3h，即完成對溶液中重金屬離子的去除。