[發明專利]一種磁性煤矸石地質聚合物吸附劑制備方法

有效

• 申請號: 202010063174.8
• 申請日: 2020-01-20
• 公開（公告）號: CN111151217B
• 公開（公告）日: 2022-06-17
• 發明（設計）人: 馬建超;龐進;馮國瑞;王欣;馬清亮;郭春麗;張曉朋;任凱文;郭精茂
• 申請（專利權）人: 太原理工大學
• 主分類號: B01J20/02
• 分類號: B01J20/02;B01J20/28;B01J20/30;C02F1/28
• 代理公司: 太原市科瑞達專利代理有限公司 14101
• 代理人: 申艷玲

本發明公開了一種磁性煤矸石地質聚合物吸附劑制備方法，步驟如下：（1）將熱活化后的煤矸石粉末和堿激發劑放入蒸餾水中混合均勻，通過懸浮固化法固化成型，蒸餾水洗滌，干燥，研磨得到煤矸石地質聚合物粉末。（2）將鐵鹽溶液與煤矸石粉末攪拌均勻，通過共沉淀法或者水熱法制備磁性煤矸石地質聚合物，待反應時間達到后，磁分離，洗滌，干燥，便可獲得磁性煤矸石地質聚合物吸附劑。本發明制備的磁性煤矸石地質聚合物吸附劑具有典型的地質聚合物特征和獨特的磁回收性，可大大減少廢水處理之后的固液分離時間，具有良好的工業應用前景。

技術領域

本發明涉及一種磁性煤矸石地質聚合物吸附劑制備方法，屬于環境和材料工程技術領域。

背景技術

煤矸石是煤礦開采過程中產生的固體廢棄物，截止目前我國煤矸石產量已經突破億噸，而且產量還在急劇增加。現有的煤矸石利用方法包括火力發電、肥料制備充填材料和制備水處理材料等。但是，這些途徑并不能實現煤矸石的高效利用。同時，也促使研究人員開發新型煤矸石利用方案。

近年來，“三廢”處理逐漸成為研究人員關注的熱點，利用固體廢棄物制備無機聚合物制備廢水處理材料備受青睞。其中，粉煤灰、高嶺土、赤泥等材料制備地質聚合物已有大量研究，但多以磨具成型（賈屹海等. 一種免燒粉煤灰基地質聚合物高性能吸附材料制備方法:中國，201610870948 .1[P].；郭世文等. 一種地質聚合物吸附材料及其制備方法:中國，201910300343 .2[P].；Yan S. et al. Green synthesis of high porosity wastegangue microsphere/geopolymer composite foams via hydrogen peroxidemodification[J]. Journal of Cleaner Production, 2019, 227: 483-494. ），或成型后研磨成粉末（Al-Harahsheh M. S. et al. Fly ash based geopolymer for heavymetal removal: A case study on copper removal[J]. Journal of EnvironmentalChemical Engineering, 2015, 3(3): 1669-1677.；Maleki A. et al. A green, porousand eco-friendly magnetic geopolymer adsorbent for heavy metals removal fromaqueous solutions[J]. Journal of cleaner production, 2019, 215: 1233-1245.）。以上兩種方案都有各自的缺點，其中模具成型后需要大量養護時間，粉末地質聚合物水處理劑使用后不易回收。

發明內容

本發明旨在利用固體廢棄物開發一種磁性地質聚合物吸附材料，提供一種工藝簡單、操作方便的磁性煤矸石地質聚合物吸附材料的制備方法。該方法以煤矸石為原料，經過兩個實驗步驟獲得磁性煤矸石地質聚合物吸附劑。

為了解決工藝時間長和難回收兩個難題，本發明提出了不需要養護的一種磁性煤矸石地質聚合物吸附劑制備方法，通過熱活化煤矸石，再經過堿激發、成型、洗滌、干燥、研磨，共沉淀或者水熱法、洗滌、干燥，即可得到磁性煤矸石地質聚合物粉末。本方案制備磁性煤矸石地質聚合物具有綠色環保、工藝周期短、水處理劑使用后可磁性回收等優點。

本發明提供了一種磁性煤矸石地質聚合物吸附劑制備方法，包括以下步驟：

（1）將煤矸石粉末在400℃～1000℃條件下熱活化2h～8h后與堿激發劑放入蒸餾水中混合均勻，通過懸浮固化法固化成型，蒸餾水洗滌，干燥，研磨得到煤矸石地質聚合物粉末。

（2）將鐵鹽溶液與煤矸石粉末攪拌均勻，通過共沉淀法或者水熱法制備磁性煤矸石地質聚合物，待反應時間達到后，磁分離，洗滌，干燥，便可獲得磁性煤矸石地質聚合物吸附劑。