[發明專利]一種以褐煤為原料制備污水處理劑的方法

有效

• 申請號: 201810970445.0
• 申請日: 2018-08-24
• 公開（公告）號: CN109012588B
• 公開（公告）日: 2019-04-09
• 發明（設計）人: 潘宇;丁慧賢;張宏森;周惠玉;周佳陽;谷亞男;劉寧;張丹;史奇;劉建文
• 申請（專利權）人: 黑龍江科技大學
• 主分類號: B01J20/20
• 分類號: B01J20/20;B01J20/28;B01J23/745;B01J35/02;C02F1/28;C02F1/30
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本發明涉及一種褐煤利用方法領域，具體涉及一種以褐煤為原料制備多功能污水處理劑的方法領域。具體步驟為將褐煤干燥，粉碎，酸洗，堿提；堿提液加入氯化鐵絮凝，分離后的絮凝物凍干，煅燒后獲得污水處理材料。堿提后無需將整個溶液調至酸性，可以循環使用。生成污水處理材料具有高比表面積、吸附、可見光降解和磁性回收的性能。提高生產工藝的“兼容性”，實現堿提取不受到原料成分的限制。

技術領域

本發明涉及一種褐煤利用方法領域，具體涉及一種以褐煤為原料制備多功能污水處理劑的方法領域。

背景技術

褐煤是煤化程度最低的礦產煤，不易儲存和遠運，燃燒時對空氣污染嚴重。然而褐煤中卻含有大量的腐植酸和富里酸；部分褐煤中腐植酸含量占其有機質的80%以上。近年來，腐植酸因其獨特的理化性質，被廣泛應用于多個行業，因此以褐煤為原料，提取腐植酸已經成為相關領域研究的熱點。

目前研究中從褐煤中提取的腐植酸方法主要是“堿提酸析”，在堿性條件下提取褐煤中的腐植酸，然后調整至強酸性，腐植酸析出。這種方法存在的突出問題主要集中在以下三個方面：

第一、“堿提酸析”酸堿用量大，環境污染嚴重。

褐煤提取時的堿液的pH值通常大于10，而析出過程則需要較強的酸性條件；由強堿環境轉入強酸環境，要消耗大量酸，而且這些酸堿通常很難循環使用。

第二、腐植酸在污水處理領域功能單一，處理速率慢，處理能力小。

目前腐植酸在污水處理方面主要是作為吸附材料使用，利用表面所含有的官能團與污染物相互作用完成對污染物的吸附。然而酸析后的腐植酸比表面積小，僅僅利用表面官能團發生的化學作用，處理效率低，處理量少。

第三、難以有效解決回收問題，容易造成二次污染。

發明內容

基于上述技術問題，本發明提出如下發明構思：

1、減少酸堿使用量，堿提后無需將整個溶液調至酸性，向提取的腐植酸溶液中加入聚鐵，進行絮凝，腐植酸與鐵元素共同組成絮凝物與堿液分離，堿液可以循環使用。

2、對于生成的絮凝物凍干后，進行氮氣保護條件下的煅燒，生成具有磁性的高比表面的碳材料。

3、制備具有吸附、光催化和可磁性回收的污水處理材料。

以上發明構思是通過以下具體的技術方案實現的。一種以褐煤為原料制備污水處理劑的方法，包括以下步驟：

步驟1：將褐煤干燥，粉碎，選取粒徑小于2mm的褐煤顆粒30g，按照液固質量比為10:1-2:1的比例加入pH值為2-5的鹽酸攪拌1-5h，過濾后水洗至中性，獲得固體A；

步驟2：將固體A加入1L pH值為12的氫氧化鈉溶液中，添加過程中，通過補加2mol/L氫氧化鈉的方式，保持溶液的pH值為11-12，攪拌1-10h，過濾，獲得溶液B；稱取2-5 gFeCl₃·6H₂O溶解于10mL水中， 獲得溶液C；將溶液C加入溶液B中，攪拌5-30min，靜止1-10h，使溶液分層，去除上層清液后，離心，得到絮狀物D，絮狀物D冷凍干燥后獲得前驅體E；

步驟3：前驅體E在氮氣保護下，400-900℃煅燒2-4h，冷卻至室溫后獲得污水處理材料F。

50 mg污水處理材料F，2小時可以在可見光條件下，對于50 mL 20 mg/L甲基橙的去除率為80%以上，且材料可以可磁性回收。

技術說明1：步驟1是對于褐煤進行清洗，其作用：1可以保證提取的腐植酸的純度；2可以保證堿液的清潔，分離后的堿液可以循環使用，因為采用絮凝方式獲得腐植酸，絮凝過程具有溶液凈化的作用，因此保持堿液的清潔是非常重要的；3酸提取后會形成相應的孔洞，有利于堿液的提取。