[發(fā)明專利]一種干法制備改性膨潤土的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810724187.8
• 申請日: 2018-07-04
• 公開（公告）號: CN108854942B
• 公開（公告）日: 2021-10-26
• 發(fā)明（設計）人: 李靜玲;劉學平;余根鼎;陳友根;陳榮國;林恬;彭蕾;倪柳芳
• 申請（專利權）人: 福建工程學院
• 主分類號: B01J20/12
• 分類號: B01J20/12;B01J20/30;C02F1/28;C02F1/42;C02F1/72;C02F101/20;C02F101/30
• 代理公司: 福州市鼓樓區(qū)京華專利事務所(普通合伙) 35212
• 代理人: 林曉琴

本發(fā)明屬于環(huán)境保護材料制備技術領域，尤其涉及一種干法制備改性膨潤土的方法。將干燥的膨潤土原料A進行選別，去除雜物，然后粉碎、過篩，加入無機改性劑充分攪拌混勻，得到物料B；再加入有機改性劑充分攪拌混勻，得到物料C，在磨具中壓制，燒結、成型、冷卻得到成品，其中在燒結的同時采用氣體增壓泵進行若干次的增壓?減壓操作。本發(fā)明工藝流程短、生產(chǎn)效率高，原料易得、成本低廉，操作簡便、材料性能穩(wěn)定。成品本身無毒、無害，對環(huán)境友好，適用于水中、土壤重金屬污染物以及固體廢棄處置，實現(xiàn)環(huán)境保護之目標。

技術領域

本發(fā)明屬于環(huán)境保護材料制備技術領域，尤其涉及一種干法制備改性膨潤土的方法。

背景技術

膨潤土是以蒙脫石為主要成分的天然礦物，比表面積較大，具有一定的吸附性能，且國內(nèi)礦產(chǎn)資源極為豐富、價格低廉。蒙脫石晶胞形成的層狀結構中存在鎂、鉀、鈉、銅等陽離子，且這些陽離子與蒙脫石晶胞的作用力不強，很容易被其他陽離子置換，因而具有良好的離子交換性能。膨潤土吸濕性較強，能吸附低于自身體積20倍的水而膨脹至30倍以上。在水介質(zhì)中，能分散成具有一定潤滑性、觸變性和粘滯性的膠體懸浮液，是一種天然的吸附劑，可用于汽油和煤油的提純、食油毒素的去除以及工業(yè)廢水的處理。在天然膨潤土表面存在硅氧結構極強的親水疏油性基團，以及層間大量可交換性陽離子水解的共同作用下，其表面通常被一層薄水膜所包裹，使其不能有效地吸附廢水或土壤中污染物分子。若將其直接用于廢水或者固廢污染物處理等環(huán)境保護領域，對重金屬離子交換吸附以及對有機污染物的吸附性能相對較差。因此，為擴大其重金屬污染離子的交換范圍、提高有機物的吸附性能，需對天然膨潤土進行改性處理。

改性的膨潤土應用范圍極為廣泛，在化工、電力、冶金、石油、電子器件與機械加工以及環(huán)境保護等方面應用。特別是針對重金屬污染物和有機污染物超標的污水、土壤以及工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、生活產(chǎn)生的固廢污染物處置等方面的應用，越來越受到人們的關注。

近年來有不少關于膨潤土改性的專利(授權專利或公開專利)與學術文獻。例如王撫撫等總結了近幾年來常用的膨潤土改性方法，包括鈉化改性、酸性改性、焙燒活化改性、有機改性、無機改性、無機/有機復合改性(膨潤土的改性研究進展，應用化工，2017，46(4)775-779)。專利申請?zhí)?014100705591已公開的一種鈣基膨潤土鈉化改性方法。申請?zhí)?014102861109已公開的用于去除水中苯酚的過濾介質(zhì)、濾芯以及制備方法。申請?zhí)?015101911891已公開的一種用于釩污染土壤的復配改良劑及制備方法與改良方法。申請?zhí)?013104435347已公開的一種高硅鋁比含NaY沸石的多孔材料及其制備方法。申請?zhí)?015106353887已公開的一種修復鋅離子超標農(nóng)田土壤的膨潤土復合材料的制備方法。申請?zhí)?015101940945已公開的一種含鉻廢水處理方法以及申請?zhí)?006100330702已公開的一種摻鉑有機納米鈦柱撐粘土的制備方法和應用。以上專利或文獻提及的各改性方法，歸納起來主要采用兩種途徑：干法改性與濕法改性。無論是使用上述哪種改性方法，其目的一是增加材料比表面積，提高其吸附能力；二是增加其離子交換能力，特別是重金屬離子的吸附與交換能力。

現(xiàn)有的干法改性與濕法改性，擁有各自的優(yōu)勢與不足。濕法改性通常采取的手段包括，水溶液添加各種改性劑，攪拌、柱撐與離子交換、脫水與烘干等操作。其好處就在于，改性劑得以充分與膨潤土接觸，膨潤土的性能改性較好，吸附能力與離子交換容量有所提高。但不利的方面在于，改性劑必須具有良好水溶性、比表面積與離子交換容量增加有限、脫水干燥耗時較長、改性膨潤土回收率較低以及材料的制造成本相對較高等。

與濕法改性相比，干法改性優(yōu)勢明顯，包括改性劑不必具有良好水溶性、無脫水干燥操作節(jié)省時間、回收率相對較高近乎100％。因此，材料的制造成本較低。但是，由于干法改性操作中，由于膨潤土與改性劑的接觸不及濕法改性操作充分，其離子吸附與交換容量相對較差。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術問題，在于提供一種干法制備改性膨潤土的方法。應用干法制備技術制備改性膨潤土，增加膨潤土改性材料的比表面積，提高其吸附容量與離子交換能力。