[發(fā)明專利]一種鑭鋁多元復(fù)合礦物除磷材料的制備方法及應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110742432.X
• 申請(qǐng)日: 2021-07-01
• 公開（公告）號(hào): CN113426402B
• 公開（公告）日: 2022-10-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王彥達(dá)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 王彥達(dá)
• 主分類號(hào): B01J20/02
• 分類號(hào): B01J20/02;B01J20/12;B01J20/30;C02F1/28;C02F101/10
• 代理公司: 鄭州翊博專利代理事務(wù)所(普通合伙) 41155
• 代理人: 付紅莉

本發(fā)明屬于環(huán)境材料制備和水質(zhì)處理技術(shù)領(lǐng)域，具體公開了一種鑭鋁多元復(fù)合礦物除磷材料的制備方法及應(yīng)用，所述制備方法包括以下步驟：1）將電廠灰與非金屬礦物材料混合均勻，在600～900℃下煅燒4～5h，冷卻至室溫，得到復(fù)合礦物材料；2）將復(fù)合礦物材料進(jìn)行研磨、過(guò)篩、干燥處理，得到復(fù)合礦物粉末；3）將復(fù)合礦物粉末與鑭鋁改性堿液進(jìn)行混合，得到混合物，然后將混合物依次經(jīng)過(guò)超聲、攪拌、過(guò)濾、干燥，得到鑭鋁多元復(fù)合礦物除磷材料。本發(fā)明將鑭鋁多元復(fù)合礦物除磷材料粉碎后，裝入無(wú)紡布過(guò)濾袋中進(jìn)行封裝、鏈接，即可得到能夠進(jìn)行回收利用的鑭鋁多元復(fù)合礦物除磷材料。該除磷材料應(yīng)用于含磷污水中，具有較佳的除磷效果。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及環(huán)境材料制備和水質(zhì)處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種鑭鋁多元復(fù)合礦物除磷材料的制備方法及應(yīng)用。

背景技術(shù)

隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展和城市化進(jìn)程日益加快，天然水系統(tǒng)中的磷酸鹽污染、水體富營(yíng)養(yǎng)化已成為威脅各種生物的主要環(huán)境問題。根據(jù)2016年中國(guó)環(huán)境狀況公報(bào)顯示，在有監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的112個(gè)國(guó)家重點(diǎn)控制湖泊(水庫(kù))中，V類和劣V類水體分別占比5.4％和8.0％。引起水體富營(yíng)養(yǎng)化的主要營(yíng)養(yǎng)成分包括有機(jī)碳、氮、磷、鉀等，污水中有機(jī)碳經(jīng)一般的生物處理后可基本去除，氮、磷之外的其他成分的含量相對(duì)于富營(yíng)養(yǎng)化發(fā)生過(guò)程中的需求量極低，不會(huì)成為富營(yíng)養(yǎng)化的限制因子，因此，引起藻類大量繁殖的主要因子是氮和磷，磷是造成水體富營(yíng)養(yǎng)化的重要因子，受磷污染的水體，藻類大量繁殖，藻體死亡后分解會(huì)使水體產(chǎn)生霉味和臭味，許多種類還會(huì)產(chǎn)生毒素，并通過(guò)食物鏈影響人類的健康，所以降低污水中的磷含量具有重要的意義。

近年來(lái)，由于鑭和鋁的化合物對(duì)磷有很高的親和力，被廣泛應(yīng)用于水體除磷。如由澳大利亞聯(lián)邦科學(xué)與工業(yè)研究組織(CSIRO)開發(fā)的一種鑭改性膨潤(rùn)土(Phoslock)，可將磷酸鹽濃度降至痕量水平。許多歐洲湖泊施用鋁后，沉積物內(nèi)部磷負(fù)荷可以顯著降低。然而單一鑭吸附劑受水體有機(jī)質(zhì)影響較大，表面負(fù)電荷的存在不利于對(duì)水體中磷酸根和磷酸氫根的吸引，且價(jià)格昂貴。單一鋁改性吸附劑易使水體酸化，水體風(fēng)險(xiǎn)較高，且使用水體的pH多在6-9之間，水體類型較窄。

為了進(jìn)一步降低成本，開發(fā)一種環(huán)境友好、廉價(jià)易得，同時(shí)又不影響除磷效率的鑭基和鋁基載體是當(dāng)前研究的主要課題。電廠灰作為燃煤電廠的排出物，產(chǎn)量大，利用率低，具有豐富的孔結(jié)構(gòu)，同時(shí)具備一定的吸附性，而且廉價(jià)易得。膨脹珍珠巖由于其獨(dú)特的表面結(jié)構(gòu)和性能使得對(duì)水體磷具有較好的吸附作用，凹凸棒土、蒙脫土等礦產(chǎn)儲(chǔ)量豐富，在環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用，經(jīng)熱處理的富鈣凹凸棒石(TCAP)可以吸附一定量的磷。因此，利用非金屬礦物材料和電廠灰經(jīng)過(guò)一定技術(shù)手段制備復(fù)合礦物除磷材料具有一定研究?jī)r(jià)值。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問題與不足，本發(fā)明的目的在于提供一種鑭鋁多元復(fù)合礦物除磷材料的制備方法及應(yīng)用。

基于上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

第一方面，本發(fā)明提供一種鑭鋁多元復(fù)合礦物除磷材料的制備方法，包括以下步驟：

(1)將電廠灰與非金屬礦物材料混合均勻，在600～900℃下煅燒4～5h，冷卻至室溫，得到復(fù)合礦物材料；

(2)將步驟(1)所得的復(fù)合礦物材料進(jìn)行研磨、過(guò)篩、干燥處理，得到復(fù)合礦物粉末；

(3)將步驟(2)得到的復(fù)合礦物粉末與鑭鋁改性堿液進(jìn)行混合，得到混合物，然后將混合物依次經(jīng)過(guò)超聲、攪拌、過(guò)濾、干燥，得到鑭鋁多元復(fù)合礦物除磷材料。

根據(jù)上述的制備方法，優(yōu)選地，步驟(1)中非金屬礦物材料為凹凸棒土、膨脹珍珠巖中的至少一種。

根據(jù)上述的制備方法，優(yōu)選地，步驟(1)中電廠灰與非金屬礦物材料的質(zhì)量比為1:5。