[發明專利]一種赤泥活化改性的方法及應用

有效

• 申請號: 201710265875.8
• 申請日: 2017-04-21
• 公開（公告）號: CN108722422B
• 公開（公告）日: 2020-10-30
• 發明（設計）人: 邱愛玲;朱立忠;劉俊
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;南化集團研究院
• 主分類號: B01J23/78
• 分類號: B01J23/78;C02F1/72
• 代理公司: 南京天翼專利代理有限責任公司 32112
• 代理人: 湯志武

本發明公開了一種簡易高效的赤泥活化改性方法，1）赤泥粉末、氧化鈦、水以及酸進行混合，同時輔助超聲在一定溫度下進行攪拌；2）過濾洗滌、烘干和焙燒，然后將焙燒后改性的赤泥研磨過篩，即可得到活化改性赤泥。將活化改性后的赤泥用于光催化降解受苯酚污染的廢水中，與未活化的赤泥降解受苯酚污染的廢水相比，活化后的赤泥能夠有效降解廢水中的苯酚。本發明所提供的技術給出了一種赤泥活化的方法，同時提供了一種赤泥資源化利用的新工藝。

技術領域

本發明屬于化工環保技術領域，具體地說，提出了一種赤泥活化改性的方法以及將其應用于光催化降解污染廢水的應用。

背景技術

氧化鋁的生產原料主要是鋁土礦，生產方法主要有拜耳法、燒結法和聯合法，氧化鋁生產過程中產生的固體廢物主要是赤泥。拜耳法每生產1噸氧化鋁產生赤泥0.3-2 噸，燒結法每生產1噸氧化鋁產生赤泥約為1.8噸，聯合法每生產1噸氧化鋁產生約0.96 噸赤泥。

據報道，2003年我國赤泥年排放約在500 萬噸以上。目前大多赤泥采用堆場濕法存放或脫水干化等簡單處置，這種處置方式所引發的問題非常顯著：1）建造堆場占用了大量土地資源；2）赤泥中含堿和少量放射性物質，長期堆存經曬干后造成粉塵飛揚，嚴重污染大氣；3）由于風吹雨淋致使赤泥流入江河湖泊，造成淤塞、毒化水質，直接影響農業和漁業生產，成為重要的污染物，嚴重危害了生態環境。因此，對赤泥進行綜合利用和無害化處理，特別是大規模再利用赤泥十分必要。

由于赤泥具有相對穩定的化學組成、較高的比表面積，使得它具備一定的應用價值。

目前國內外對赤泥的利用主要有建材、硅肥、陶瓷工業、工業催化、水處理等。如彭小芹等利用拜耳法赤泥制備了水泥砂漿增稠材料，赤泥的摻入可提高砂漿拌合物的和易性，在摻入質量分數為50%時，其分層度與其稠度相近的水泥砂漿相比，從29mm降低至2mm,泌水率從13%降低至1%,凝結時間延長約1h，但仍能滿足M7.5砌筑砂漿的強度等基本性能要求。姜怡嬌等以赤泥為主要原料生產了一種釉面磚，用來取代傳統的陶瓷原料，這種方法不僅降低了材料的成本，同時為環境保護做出了貢獻，其主要生產工藝過程為原料、預加工、配料、料滾制備加稀釋劑、噴霧干燥、壓型、干燥、施釉、鍛燒、包裝等。土耳其的G.Akay等人采用赤泥作為附劑過濾法去除水中的磷酸鹽。將赤泥經過硫化活化后，可以將其用作石油化工行業的催化劑。Salvador Ordonez等將硫化活化赤泥作為氫化脫氯的催化劑，該催化劑不僅經濟效益明顯，而且該研究對于環境中氟氯烴類物質的去除有一定的貢獻。

超聲化學是利用超聲能量加速和控制化學反應，提高反應產率和引發新的化學反應的一門邊緣學科。超聲作用源于超聲“空化”。對于固－液非均相體系，空化所產生的核振蕩、微射流能夠沖擊流體，表現為流體湍動和顆粒強烈的相互碰撞，有利于組分在微孔內的擴散，將超聲波用于催化劑的制備過程，可增加活性組分的滲透性，使其均勻分散，所得到的催化劑具有活性物種分散均勻且活性高等優良性能（J. Mol. Catal., 1981, 1:253）。

光催化氧化技術是指在催化劑存在下，利用光輻射激發催化劑分子，產生強氧化劑，如.OH，從而將有機污染物降解為CO₂和H₂O等無機小分子的技術。多相光催化降解多以半導體金屬氧化物或硫化物等光敏半導體為催化劑，在光的激發下產生電子空穴對，吸附在半導體上的溶解氧、水分子等與電子-空穴反應，產生.OH等氧化性較強的自由基，污染物通過與.OH之間的羥基加和、取代、電子轉移等而被氧化甚至礦化。通常半導體光催化劑主要有TiO₂、ZnO、SnO₂及CdS等，在已知的光催化半導體材料中，TiO₂不僅光催化活性優異，且具有耐酸堿腐蝕、穩定性好、成本低、無毒等優點，成為應用最廣泛的光催化劑。