[發(fā)明專利]一種改性赤泥質(zhì)多孔陶瓷及其制備方法和應(yīng)用在審
| 申請?zhí)枺?/td> | 201910323315.2 | 申請日： | 2019-04-22 |
| 公開（公告）號： | CN111825475A | 公開（公告）日： | 2020-10-27 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 李濤;席磊;王杰;麻永林;邢淑清 | 申請（專利權(quán)）人： | 內(nèi)蒙古科技大學(xué) |
| 主分類號： | C04B38/06 | 分類號： | C04B38/06;C04B33/135;C04B33/132;C02F1/28;C02F101/14 |
| 代理公司： | 北京高沃律師事務(wù)所 11569 | 代理人： | 馬小星 |
| 地址： | 014000 內(nèi)蒙*** | 國省代碼： | 內(nèi)蒙古;15 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 改性 赤泥質(zhì) 多孔 陶瓷 及其 制備 方法 應(yīng)用 | ||
本發(fā)明屬于陶瓷技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種改性赤泥質(zhì)多孔陶瓷及其制備方法和應(yīng)用。本發(fā)明提供了一種改性赤泥質(zhì)多孔陶瓷，包括多孔結(jié)構(gòu)陶瓷顆粒以及固定在多孔結(jié)構(gòu)陶瓷顆粒的表面和內(nèi)部孔道的改性元素化合物。本發(fā)明所述改性赤泥質(zhì)多孔陶瓷中改性元素化合物固定在赤泥質(zhì)多孔陶粒表面和內(nèi)部孔道表面，實現(xiàn)對含F(xiàn)廢水中氟離子的去除；并且多孔、顆粒狀的赤泥質(zhì)陶瓷吸附濾料便于吸附濾料與水體的分離，解吸附后可以再次吸附循環(huán)利用。實驗數(shù)據(jù)表明，本發(fā)明提供的改性赤泥質(zhì)多孔陶瓷具有多孔結(jié)構(gòu)，顯氣孔率達(dá)44.1％，抗壓碎強度達(dá)637.486N/顆，對含F(xiàn)廢水中氟離子的去除率可達(dá)72.5％。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于陶瓷技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種改性赤泥質(zhì)多孔陶瓷及其制備方法和應(yīng)用。
背景技術(shù)
我國淡水資源總量比較豐富，但我國是一個人口大國，人均占有量不足世界平均水平的1/3，而且水污染問題依然突出，亟需一種對污水高效處理的方法。
常用的水處理方法有化學(xué)沉降法，電解法，催化降解法和吸附法等方法。其中，化學(xué)沉降法需要使用化學(xué)試劑，存在二次污染風(fēng)險；電解法能耗大；催化降解法存在催化劑中毒失活問題，需要消耗較大量的催化劑，且催化劑具有定向選擇催化性能，需要針對具體需要處理的污染離子進(jìn)行甄選，工藝復(fù)雜，工作量大；而吸附法具有成本較低，工藝簡單，可多次利用的優(yōu)點，被廣泛關(guān)注。傳統(tǒng)吸附濾料有黏土陶粒，但是黏土作為一種不可持續(xù)資源，難以實現(xiàn)大規(guī)模推廣，而赤泥是氧化鋁生產(chǎn)過程中排放的固體廢棄物，產(chǎn)量巨大，大量占用土地，嚴(yán)重危害自然環(huán)境，用赤泥來進(jìn)行水處理可以實現(xiàn)廢棄物資源利用。但赤泥直接應(yīng)用于廢水處理時，赤泥本身含有的金屬離子與有機(jī)物，在某些條件下可能會浸出，在吸附污染物后與水體分離十分困難，難以再次循環(huán)使用，而且如果處理不及時甚至?xí)斐啥挝廴尽?/p>
發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種改性赤泥質(zhì)多孔陶瓷，由工業(yè)固體廢棄物赤泥回收再利用得到的改性赤泥質(zhì)多孔陶瓷顯氣孔率高，對含F(xiàn)廢水中F—的去除率可達(dá)72.5％，解吸方便、可循環(huán)使用，且具有良好的抗壓碎強度。
為了實現(xiàn)上述發(fā)明的目的，本發(fā)明提供以下技術(shù)方案：
本發(fā)明提供了一種改性赤泥質(zhì)多孔陶瓷，所述改性赤泥質(zhì)多孔陶瓷包括多孔結(jié)構(gòu)陶瓷顆粒以及固定在多孔結(jié)構(gòu)陶瓷顆粒的表面和內(nèi)部孔道的改性元素化合物。
本發(fā)明還提供了上述技術(shù)方案所述改性赤泥質(zhì)多孔陶瓷的制備方法，包括以下步驟：
(1)將包括赤泥、粉煤灰、成孔劑、穩(wěn)泡劑和水的混合物依次進(jìn)行成型處理和燒結(jié)處理，得到陶粒毛坯；
(2)將所述陶粒毛坯依次進(jìn)行預(yù)處理和改性處理，得到改性陶粒前驅(qū)體；
(3)將所述改性陶粒前驅(qū)體干燥后焙燒，得到改性赤泥質(zhì)多孔陶瓷。
優(yōu)選的，所述步驟(1)中的成孔劑為硬脂酸、碳粉、稻殼、淀粉和鋸末中的一種或多種；所述穩(wěn)泡劑為硼砂、磷酸三鈉和硼酸中的一種或多種。
優(yōu)選的，以質(zhì)量百分含量計，所述步驟(1)混合物中成孔劑為10～25％，穩(wěn)泡劑為2～6％，水為10～20％，余量為赤泥和粉煤灰；所述赤泥和粉煤灰的質(zhì)量比為(3～4)：(1～2)。
優(yōu)選的，所述步驟(1)中燒結(jié)的溫度為1000～1200℃，時間為10～70min。
優(yōu)選的，所述步驟(2)中改性處理包括：將經(jīng)過預(yù)處理的陶粒毛坯依次進(jìn)行酸浸、去離子水沖洗和干燥。
優(yōu)選的，所述酸浸用溶液的濃度為0.5～2mol/L；所述酸浸的時間為12～36h。
優(yōu)選的，所述改性處理為改性溶液浸泡；所述改性溶液的溶質(zhì)為鑭鹽和/或鈰鹽；所述改性溶液的濃度為0.1～0.5mol/L；所述改性溶液浸泡的溫度為30～70℃，時間為6～12h。
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