【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于廢水處理，涉及化工廠高氟廢水處理，具體涉及一種凹凸棒石-粉煤灰除氟吸附劑的制備方法及應用。
技術介紹
1、近年來，水污染問題逐漸嚴重，許多化工廠每年會排出大量含氟廢水，過量的氟離子會嚴重威脅水環境的安全和人類的身體健康。因此，這部分廢水如何處理是當前急需解決的重要問題。目前關于水中氟離子的處理技術主要有膜處理、化學沉淀法、微生物法和吸附法。傳統的膜處理法存在濾膜易破損、易污染等問題；化學沉淀法會產生氟化物沉淀造成二次污染；微生物法目前技術不夠成熟，有一定局限性。吸附法操作簡單、應用廣泛、氟化物去除效果好，相較于其他技術具有明顯優勢。因此，高性能吸附材料的研究是當前的熱點問題。
2、凹凸棒石是一種含水富鎂鋁硅酸鹽黏土礦物。凹凸棒石具有豐富的納米孔道結構和較大的比表面積，是作為優質吸附劑的潛在資源，但是天然凹凸棒石品味較低，通常含有石英、白云石、云母石等雜質，且缺少對氟離子具有特異性吸附的活性位點。因此，天然凹凸棒石對水體的氟吸附容量較低，適應性差，需要對其進行純化、改性處理，使其吸附性能得到提升。金屬鑭作為一種儲量豐富的稀土元素，對氟離子具有較強的選擇性和親和力，可以與化工廢水中的氟離子完成配位絡合與離子交換，實現水體除氟。除此之外，鋁氧化物（氫氧化物）也廣泛用于含氟的廢水的處理。
3、粉煤灰是煤炭在火電廠燃燒后的煙氣中捕集的細灰，是典型的煤系固體廢棄物，其主要成分為sio2、al2o3、feo、fe2o3、cao、tio2等。粉煤灰的孔隙較多、且機械強度大，具有成為優質吸附劑的潛力，但其成分
技術實現思路
1、本專利技術的目的是提供一種凹凸棒石-粉煤灰復合除氟吸附劑的制備方法，以實現將天然礦物材料與煤系廢棄物粉煤灰結合進行高值化利用。
2、為實現上述目的，采用如下技術方案：
3、一種凹凸棒石-粉煤灰復合吸附劑的制備方法，包括以下步驟：
4、（1）將天然凹凸棒石進行破碎，然后將破碎后的凹凸棒石進行研磨處理，將研磨后的凹凸棒石進行篩分，將稀硫酸與篩分后的凹凸棒石混合，并置于恒溫振蕩箱中恒溫振蕩處理，反應后洗滌去除殘留的稀硫酸，過濾、烘干，得到酸化凹凸棒石；
5、（2）將步驟（1）得到的酸化凹凸棒石加入去離子水中，加熱攪拌使其充分分散，并加入七水合氯化鑭與聚合氯化鋁粉末，同時滴加氨水，實現鑭、鋁在酸化凹凸棒石表面的負載；加熱攪拌結束后過濾、烘干，得到改性凹凸棒石；
6、（3）將步驟（2）得到的改性凹凸棒石與電廠收集的粉煤灰混合，然后機械研磨處理，將研磨后的樣品置于管式爐中無氧焙燒，得到凹凸棒石-粉煤灰復合材料，即凹凸棒石-粉煤灰除氟吸附劑。
7、所述步驟（1）中，篩分粒度為200目以下。
8、所述步驟（1）中，稀硫酸的濃度為10-15%。
9、所述步驟（1）中，恒溫振蕩處理的頻率為180r/min，處理時間為24-72h，恒定溫度為25℃。
10、所述步驟（2）中，酸化凹凸棒石與七水合氯化鑭質量比為1:1，酸化凹凸棒石與聚合氯化鋁的質量比為3:1；酸化凹凸棒石與去離子水的質量體積比為3:100g/ml；所加氨水與混合溶液體積比為1:2.5。
11、所述步驟（2）中，加熱攪拌時，磁力攪拌器轉速為800r/min，溫度為80℃，加熱攪拌時間為6h。
12、所述步驟（3）中，改性凹凸棒石與粉煤灰的質量比為4:1-1:4。
13、所述步驟（3）中，無氧條件為氮氣環境；焙燒時間為1-3h，焙燒溫度為300-900℃。
14、本專利技術的另一個目的是提供一種由上述方法制備得到的凹凸棒石-粉煤灰除氟吸附劑。
15、本專利技術的再一個目的是提供上述的凹凸棒石-粉煤灰除氟吸附劑在含氟廢水處理中的應用。
16、本專利技術制得的復合吸附劑比表面積較大，孔隙結構發達，且改性凹凸棒石與粉煤灰分布均勻，為氟離子的吸附提供了大量的活性位點，可用于化工廠含氟廢水處理。
17、相比于現有技術，本專利技術具有以下優點：
18、1.本專利技術以天然黏土礦物凹凸棒石與火電廠的固體廢棄物粉煤灰作為原料，通過酸化、水熱沉淀、高溫焙燒結合的方式制備了凹凸棒石-粉煤灰復合材料，用于對化工廠產生的含氟廢水進行凈化處理。該材料對氟離子具有特異性吸附，吸附效果較好，再生性強，以廢治廢，廢物利用，將天然礦物材料與煤系廢棄物粉煤灰結合進行高值化利用，具有較大的經濟效益與環保價值。
19、2.酸化處理意在去除天然凹凸棒石中的石英等脈石礦物，提高凹凸棒石的純度，增加其內部孔道結構、增大其比表面積，提升其對氟離子的物理吸附作用；鑭、鋁改性處理意在通過在酸化凹凸棒石表面負載對氟離子有特異性吸附的鑭、鋁，提升其表面活性位點，通過配位絡合和離子交換作用實現對氟離子的選擇性吸附；高溫焙燒意在去除粉煤灰及凹凸棒石中的吸附水、結合水等，提升其比表面積，且使兩種材料燒結，制備出凹凸棒石-粉煤灰復合吸附材料，吸附去除水中的氟離子。
本文檔來自技高網...【技術保護點】
1.一種凹凸棒石-粉煤灰復合吸附劑的制備方法，其特征在于：包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的一種凹凸棒石-粉煤灰復合吸附劑的制備方法，其特征在于：所述步驟（1）中，篩分粒度為200目以下。
3.根據權利要求1所述的一種凹凸棒石-粉煤灰復合吸附劑的制備方法，其特征在于：所述步驟（1）中，稀硫酸的質量濃度為10-15%。
4.根據權利要求1所述的一種凹凸棒石-粉煤灰復合吸附劑的制備方法，其特征在于：所述步驟（1）中，恒溫振蕩處理的頻率為180r/min，處理時間為24-72h，恒定溫度為25℃。
5.根據權利要求1所述的一種凹凸棒石-粉煤灰復合吸附劑的制備方法，其特征在于：所述步驟（2）中，酸化凹凸棒石與七水合氯化鑭質量比為1:1，酸化凹凸棒石與聚合氯化鋁的質量比為3:1；酸化凹凸棒石與去離子水的質量體積比為3:100g/ml；所加氨水與混合溶液體積比為1:2.5。
6.根據權利要求1所述的一種凹凸棒石-粉煤灰復合吸附劑的制備方法，其特征在于：所述步驟（2）中，加熱攪拌時，磁力攪拌器轉速為800r/min，溫度為80℃
7.根據權利要求1所述的一種凹凸棒石-粉煤灰復合吸附劑的制備方法，其特征在于：所述步驟（3）中，改性凹凸棒石與粉煤灰的質量比為4:1-1:4。
8.根據權利要求1所述的一種凹凸棒石-粉煤灰復合吸附劑的制備方法，其特征在于：所述步驟（3）中，無氧條件為氮氣環境；焙燒時間為1-3h，焙燒溫度為300-900℃。
9.一種權利要求1至8任一所述的方法制備得到的凹凸棒石-粉煤灰除氟吸附劑。
10.權利要求9所述的凹凸棒石-粉煤灰除氟吸附劑在含氟廢水處理中的應用。
...【技術特征摘要】
1.一種凹凸棒石-粉煤灰復合吸附劑的制備方法，其特征在于：包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的一種凹凸棒石-粉煤灰復合吸附劑的制備方法，其特征在于：所述步驟（1）中，篩分粒度為200目以下。
3.根據權利要求1所述的一種凹凸棒石-粉煤灰復合吸附劑的制備方法，其特征在于：所述步驟（1）中，稀硫酸的質量濃度為10-15%。
4.根據權利要求1所述的一種凹凸棒石-粉煤灰復合吸附劑的制備方法，其特征在于：所述步驟（1）中，恒溫振蕩處理的頻率為180r/min，處理時間為24-72h，恒定溫度為25℃。
5.根據權利要求1所述的一種凹凸棒石-粉煤灰復合吸附劑的制備方法，其特征在于：所述步驟（2）中，酸化凹凸棒石與七水合氯化鑭質量比為1:1，酸化凹凸棒石與聚合氯化鋁的質量比為3:1；酸化凹凸棒石與去離子水的質量體...
【專利技術屬性】
技術研發人員：梁龍，孫祥云，謝廣元，彭耀麗，柯昌平，盧啟發，周紹奇，王強，譚佳琨，
申請(專利權)人：中國礦業大學，
類型：發明
國別省市：
還沒有人留言評論。發表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。