[發明專利]一種顆粒膨潤土吸附劑的制備方法

在審

• 申請號: 202110993113.6
• 申請日: 2021-08-24
• 公開（公告）號: CN113680318A
• 公開（公告）日: 2021-11-23
• 發明（設計）人: 閔紅平;秦雄;霍培書;湯丁丁;趙皇;周艷;邱震寰
• 申請（專利權）人: 中建三局綠色產業投資有限公司
• 主分類號: B01J20/20
• 分類號: B01J20/20;B01J20/28;B01J20/30;C02F1/28;C02F101/30
• 代理公司: 武漢卓越志誠知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42266
• 代理人: 戴寶松

本發明提供了一種顆粒膨潤土吸附劑的制備方法，該方法通過在膨潤土中添加含碳粉末作為原料，將原料添加至膠粘劑溶液中制得粘性膨潤土，烘干后在有氧條件下進行高溫煅燒制得顆粒膨潤土吸附劑；表面改性處理后得到改性的顆粒膨潤土吸附劑。其中，添加的含碳粉末在高溫煅燒時分解為二氧化碳，使膨潤土具有更多的吸附點位，提高了顆粒膨潤土的吸附容量；膠粘劑的添加使得其在煅燒時不容易垮塌，提高顆粒膨潤土的強度；高溫煅燒過程可除去膨潤土的水和雜質，增加其比表面積，使其空隙結構疏松，提高吸附性。本發明制備工藝簡單，容易批量生產；且制備的顆粒膨潤土吸附劑具有吸附性能好、強度高、環保性好、不產生二次污染以及應用范圍廣等特點。

技術領域

本發明涉及膨潤土吸附技術領域，尤其涉及一種顆粒膨潤土吸附劑的制備方法。

背景技術

膨潤土是以蒙脫石為主要礦物成分的非金屬礦產資源，由于蒙脫石晶胞形成的特殊二維空間結構，存在某些陽離子與蒙脫石晶胞的作用不穩定的情況，易被其它陽離子交換，故其具有較好的離子交換性和吸附性能。我們將某些分子聚集在膨潤土表面的現象，稱為膨潤土的吸附作用。膨潤土作為吸附材料具有價格低廉、儲量豐富、環境友好、吸附容量大等優點，這種吸附作用在工業上得到了廣泛應用。如鉆井泥漿經常利用膨潤土礦物的吸附特性來調整不同使用目的的泥漿參數，如添加降濾失劑，通過高分子聚合物一端吸附在膨潤土顆粒表面，另一端溶于水使膨潤土顆粒和水分子之間產生了一種間接的聯系，形成了一種橋聯作用，減少了泥漿中的自由水，改變了泥漿的性能參數，達到降低濾失率的目的。

膨潤土因具有良好的吸附性能被應用于制作吸附材料，當用于水環境中的吸附時，由于膨潤土具有強的吸濕性和膨脹性，可吸附8～15倍于自身體積的水量，體積膨脹可達數倍至30倍；在水介質中能分散成膠凝狀和懸浮狀，這種介質溶液具有一定的黏滯性；所以粉末膨潤土在吸附去除污染物后，難以與水分離，造成二次污染，如此限制了膨潤土的應用。現有學者嘗試制備顆粒膨潤土，提高其可分離性。但采用膨潤土粉末直接制備顆粒膨潤土時，由于膨潤土本身粘結性不強，導致膨潤土在煅燒過程中很容易垮塌，導致制備的顆粒膨潤土強度不高。

再者，膨潤土的表面硅氧和鋁氧結構使其具有極強的親水性，以及層間可交換陽離子水合作用的存在，皆使其不能有效吸附有機物；膨潤土層間存在的永久性負電荷，亦使其不能吸附陰離子污染物；膨潤土對重金屬離子有吸附作用，但容易解吸，難以從水體中徹底除去。所以膨潤土要經過改性，改變其表面性質和層間結構，吸附容量、吸附選擇性及吸附穩定性得以提高，才能更好的被用于實際生產。

有鑒于此，有必要設計一種改進的顆粒膨潤土吸附劑的制備方法，以解決上述問題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種顆粒膨潤土吸附劑的制備方法，該方法制備的顆粒膨潤土吸附劑具有吸附性能好、環保性好、工藝制備簡單以及應用范圍廣等特點；克服了現有膨潤土吸附材料難以與水分離、易造成二次污染，不能有效吸附疏水性有機污染物、且顆粒膨潤土煅燒時強度不高限制其應用的問題。

為實現上述發明目的，本發明提供了一種顆粒膨潤土吸附劑的制備方法，包括以下步驟：

S1、將膨潤土粉末和含碳粉末分別進行篩分，然后將其充分混合，得到膨潤土和含碳粉末的均混物料；

S2、將步驟S1制得的所述膨潤土和含碳粉末的均混物料在攪拌的條件下加入到膠粘劑溶液中，攪拌5～10min得到粘性膨潤土；

S3、將步驟S2制得的所述粘性膨潤土烘干處理4～6h，然后在有氧條件下進行高溫煅燒，最后破碎、篩分得到顆粒膨潤土吸附劑。

作為本發明的進一步改進，所述制備方法還包括：將步驟S3得到的所述顆粒膨潤土吸附劑加入到改性劑中進行表面改性，水洗、烘干后制得改性的顆粒膨潤土吸附劑。

作為本發明的進一步改進，在步驟S1中，所述含碳粉末在所述均混物料中的質量分數為10～30％，所述含碳粉末為活性炭粉末。