[发明专利]凹凸棒石粘土多孔陶粒及其制备方法和用途

说明书

一、技术领域

本发明涉及农副产品废弃物的回收再利用，具体地说是凹凸棒石粘土多孔陶粒及其制备方法和用途。

二、背景技术

我国作为农业大国，生物质的资源丰富，主要以水稻、小麦、油菜秸秆、还有农副产品为主，还有少量的玉米秸秆及其他作物秸秆。传统的处理方法大多是在田间地头焚烧，这种处理方法不仅严重污染空气，又会使土地里的微生物死亡，土地变硬板结，增加了化肥的用量。近些年来国家也出台了秸秆和农业废弃物禁烧的政策，但有些地区还有秸秆和农业废弃物焚烧的现象。我国每年秋收后活忙中前空气中烟尘弥漫就是最好的证明。要让农民停止焚烧的最好办法就是让他们认识到秸秆是一笔宝贵的资源。而目前国内对秸秆的资源利用粗放，且利用率低，主要措施包括制禽畜饲料、制沼气、制有机肥和编制工业品。制禽畜饲料和制有机肥相当于将秸秆从农民手中收走又返还农民手中，两种产品不适合小作坊生产，大规模生产又短期内很难得到农民的认同，因此不利于推广。制沼气对于农民来说若保存不善有一定的危险性，且前期投入也较高。编织工业品用量更是少，不能从根本上解决秸秆的问题。因此我们有必要研究出一种新型的可以大规模推广的资源利用的措施。

专利文献CN 101653722A公开凹凸棒石粘土除磷吸附剂的制备方法及其应用其特征是选择凹凸棒石含量大于60％的凹凸棒石粘土矿石，经堆存、均化后，调节矿石含水量按重量百分比为40-50％，经挤压机剪切挤压成片状料；片状料在经晾干或烘干后粉碎成粉料，以及不同粒径的粒料；将粒料分别在300-500℃的温度下煅烧得到不同粒级的凹凸棒石粘土除磷吸附颗粒剂；将粉料以300-500℃的温度煅烧0.5-2小时得凹凸棒石粘土除磷吸附粉剂；或将粉料先造粒成颗粒料，再煅烧得凹凸棒石粘土除磷吸附颗粒剂。但是这一技术方案中所制备的颗粒没有添加造孔剂，所制备的颗粒孔隙率小、颗粒不规则、应用于生物滤池中挂膜负载微生物难，不适合微生物繁殖，而且不规则的颗粒在生物滤池运行中水流阻力大，易引起生物滤池堵塞。生物滤料作为曝气生物滤池的核心组成部分，影响着该工艺的处理效果和运行控制，故选择合适的滤料对曝气生物滤池工艺的推广和应用意义非常大。

三、发明内容

本发明旨在避免上述现有技术的不足之处，提供一种用途广泛、成本低廉、制备方法简单的凹凸棒石粘土多孔陶粒及其制备方法和用途。

本发明解决技术问题采用如下技术方案：

本发明凹凸棒石粘土多孔陶粒的特点在于按质量百分比其原料构成为：凹凸棒石粘土75-85％，生物质10-20％，粘结剂5-15％；

所述的生物质为树叶、锯末或秸秆；所述的粘结剂为工业水玻璃。

本发明凹凸棒石粘土多孔陶粒的制备方法的特点在于：以凹凸棒石粘土和生物质为原料，在粘结剂的作用下造粒并在空气中煅烧后得到。

本发明凹凸棒石粘土多孔陶粒的制备方法的特点在于按以下步骤操作：

a、将凹凸棒石粘土矿石干燥、粉碎并过200目筛得到凹凸棒石粉料；

b、将生物质粉碎过200目筛，与粘结剂和步骤a得到的凹凸棒石粉料混合得到混合粉料；

c、向所述混合粉料中加水并搅拌均匀，加水量为混合粉料质量的30-50％，造粒成型，控制颗粒粒径在5-7mm，随后自然晾干，再在空气中于500-800℃煅烧1-3小时得到凹凸棒石粘土多孔陶粒。

本发明凹凸棒石粘土多孔陶粒的用途的特点在于：所述凹凸棒石粘土多孔陶粒在曝气生物滤池中作为微生物载体的应用。

本发明凹凸棒石粘土多孔陶粒的用途的特点在于：所述凹凸棒石粘土多孔陶粒作为催化剂载体的应用。

本发明凹凸棒石粘土多孔陶粒的用途的特点也在于：所述的催化剂为生物酶。

凹凸棒石粘土多孔陶粒是一种复合凹凸棒石粘土造粒后在空气中煅烧氧化而成的一种新型多孔陶粒。使其具有较高的强度、较高的孔隙率、较大的比表面积。与传统陶粒相比更有广阔的应用前景，是某些不可再生材料的理想替代品。更具有优良的环境适应性、先进性、环境协调性以及舒适性。单纯的凹凸棒石煅烧后不会产生较大的气孔，而本发明中添加了造孔剂生物质后，在空气中煅烧氧化后生物质热解产生气体逸出，从而使凹凸棒石粘土多孔陶粒产生气孔，生物质在空气中煅烧后产生灰分、CO、CO₂等，而在惰性气体中煅烧产生无定形碳。相比较而言在空气中煅烧陶粒孔隙率更高，孔径更大。