[发明专利]一种复合型吸附剂填料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种复合型吸附剂填料及其制备方法。

背景技术

吸附法是处理化工有色废水一种常用的方法，根据不同的吸附选择性和机理，目前常用的吸附剂有活性炭、硅藻土、膨润土、粉煤灰、活性氧化铝、分子筛等。其中膨润土和粉煤灰来源广泛，成本低廉，具有较大的吸附能力而被广泛采用。

膨润土主要成分为二氧化硅和三氧化铝，同时含有少量镁、钾、钠、钙、铁等金属离子，属于晶形为2:1三层结构的含水铝硅酸盐矿物。膨润土具备亲水疏油的特点，高价的硅离子和铝离子可被其他低价阳离子置换，而这种同晶置换造成膨润土片层负电荷过剩，从而使其需要通过吸附游离的NH₄⁺，Na⁺，Ca²⁺，Mg²⁺，Cu²⁺，Cr³⁺等阳离子来平衡，以保持其电中性。因此，膨润土可以广泛的用于有机胺类废水和重金属废水的处理。

粉煤灰的主要化学成分为：SiO₂、Al₂O₃、FeO、Fe₂O₃、CaO、TiO₂、MgO 、K₂O、Na₂O、MnO₂等，并且含有一定量的残留碳。粉煤灰主要来源于以煤粉为燃料的火电厂和供热锅炉，长期被作为固体废弃物。因其具有疏松多孔、比表面积大、表面活性点多、物理化学吸附容量大等特点被应用于废水处理领域。

目前上述两种吸附剂多采用单独投加的方法，形态主要为粉状，造成了吸附后需要通过离心或自然沉降等方式实现固液分离，存在耗时长、工艺复杂的问题，还需要增加额外设备。

发明内容

本发明提供一种复合型吸附剂填料，其特征在于原料包括粉煤灰、膨润土和高岭土，将原料各组分按重量百分比配好，混合搅拌均匀并制成圆球，晾干，烧结，然后取出冷却至室温，即得本发明复合型吸附剂填料。各组分的重量百分比是粉煤灰20%-60%，膨润土22.5%-65%，高岭土15%-25%，粉煤灰的粒度≥150目，膨润土和高岭土的粒度≥200目，圆球粒径6-9mm，造粒前喷淋水量控制在原料重量的55-60%，烧结温度400℃-600℃，烧结时间30min-120min。

本发明的目的是提供一种复合型吸附剂填料及其制备方法，本发明能够广泛的用于各种吸附塔处理有机废水，解决目前粉状吸附剂处理废水时存在的：①需要动力搅拌装置；②沉降慢，沉降时间长；③回收工艺复杂；④投料易产生扬尘等问题。该填料具有一定的机械强度，还具有耐磨损、耐酸碱、比表面积大，孔隙率大等特点，可以广泛用于各种吸附塔处理有机废水，吸附饱和后在400℃下灼烧1h进行活化即可重复使用。

本发明的优点：填料造粒成球状，投料简单，无扬尘污染；吸附过程无需机械搅拌，可利用进水方式或调节流速实现搅拌和传质；固液分离容易，无需沉降；比表面积大，开口孔隙率达到32-38%，具有较好的物理稳定性，磨损率低于1%，耐酸碱性强。填料经过造粒和灼烧，对有机废水的COD的去除率达60%以上，色度去除率达90 %以上。

具体实施方式

本发明中所用到的粉煤灰来源于燃煤蒸汽锅炉除尘，下面结合实例对本发明作进一步的说明。

实施例1：制作复合型吸附剂填料，其采用的原料重量百分比分别为：粉煤灰60%，膨润土25%，高岭土15%。制作步骤如下：

第一步：将填料各组分按要求的重量百分比配制原料，混合搅拌均匀；

第二步：将混合均匀的原料制成圆球，粒径控制在6-9 mm，造粒前喷淋水量控制在原材料重量的55%，然后将造好填料小球晾干；

第三步：将晾干的填料送至温度为600℃的马弗炉内灼烧，焙烧时间为30min，然后取出冷却至室温，即得本发明复合型吸附剂填料，产品编号为TL-1；

第四步：对制成的填料进行检测，检测的项目有松散堆积密度、压实堆积密度、开口孔隙率、体积密度、磨损率、酸溶率等指标。

表征结果如下：该批填料的松散堆积密度为0.501 g/cm³，压实堆积密度为0.548 g/cm³，开口孔隙率为38%，体积密度为1.134 g/cm³，磨损率为0.69%，酸溶率为6.88%。