[发明专利]一种粉煤灰复合过滤材料及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种无机复合材料，尤其是一种粉煤灰复合过滤材料，及其制备方法和在污水净化中的应用。

技术背景

粉煤灰是从煤燃烧后的烟气中收集的细灰，是燃煤电厂排出的主要固体废弃物。粉煤灰是我国当前排量较大的工业废渣之一，随着电力工业的发展，燃煤电厂的粉煤灰排放量逐年增加，大量的粉煤灰不加处理，就会产生扬尘，污染大气；若排入水系会造成河流淤塞，而其中的有毒化学物质还会对人体和生物造成危害。但粉煤灰的比表面大，粒径小，在0.1-10μm之间，有很多微孔，孔内可与吸附质分子作用的表面院子很多，在微孔内壁面与避免所产生的吸附力场发生叠加，吸附力增强，在较低压力下即可达到吸附饱和。另一方面，粉煤灰分子结构中存在大量的Si-O和AL-O活性基团，能与吸附质化学键或离子发生结合，从而产生吸附。其吸附作用包括物理吸附和化学吸附两方面，能够吸附污水中的悬浮物、有色物质。降低色度，吸附并除去污水中的耗氧物质。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种污水处理材料，原料来源广，成本低，性能稳定。该技术可使污水浊度有效降低至可排放水的水平，没有二次污染。

本发明的上述目的是通过以下技术方案实现的：

提供一种粉煤灰复合过滤材料，它是由粒径120-160目的粉煤灰、活性白土、二氧化硅和硅酸盐混合制备而成。

本发明优选的粉煤灰复合过滤材料，各原料组分按重量份计为：粉煤灰60-80份，活性白土5-15份，二氧化硅5-20份，硅酸盐5份。

本发明进一步优选的粉煤灰复合过滤材料，各原料组分按重量份计为：粉煤灰65-75份，活性白土10-15份，二氧化硅5～15份，硅酸盐5份。

本发明最优选的粉煤灰复合过滤材料，各原料组分按重量份计为：粉煤灰72份，活性白土10份，二氧化硅13份，硅酸盐5份。

所述的二氧化硅优选粒度为过200目-1000目筛后的粉末。

所述的硅酸盐优选铝镁硅酸盐、铝硅酸盐或聚硅酸盐，最优选聚硅酸盐。

本发明还提供制备所述的粉煤灰复合过滤材料的方法，包括以下步骤：

1）先将粉煤灰在沉淀池中用清水浸泡，除去表面粉尘，捞出粉煤灰，沥水晾干；

2）将步骤1）处理过的粉煤灰加入造粒机中制得粉煤灰颗粒；

3）向步骤2）得到的粉煤灰颗粒中按所述的比例加入活性白土、二氧化硅和硅酸盐制备混合颗粒；

4）将步骤3）得到的混合颗粒分散在水中，水的添加量占总物料质量的15%-20%，形成溶液，加入扩孔剂，搅拌混合后滴加正硅酸乙酯，反应3-5小时，过滤，真空干燥制得初步复合过滤材料；

5）将步骤4）得到的初步复合过滤材料在120-160℃下烘干3-5小时去除水分，然后在200-250℃下焙烧3-4小时，即制得所述的粉煤灰复合过滤材料。

步骤4）所述扩孔剂优选为3,4,5-三甲氧基苯甲酸，加入量为所述的溶液体积的2%。

步骤4）所述的正硅酸乙酯加入量优选为所述的溶液体积的0.5%。

本发明还提供所述的粉煤灰复合过滤材料作为水处理剂在污水净化中的应用。

本发明方法所制得的复合过滤材料中，粉煤灰结成粒径小于6毫米的颗粒物，所述的活性白土、二氧化硅和硅酸盐包裹在粉煤灰的表面并经烧结形成吸附性微孔的瓷化层，因此本发明所述的粉煤灰复合过滤材料是一种表面瓷化且具有大量孔隙的材料。与现有技术相比，本发明的粉煤灰复合过滤材料具有以下几方面有益效果：

1.本发明的复合过滤材料同时具有粉煤灰的吸附性和微孔物的吸附性，并且还具有絮凝性。絮凝性能的活性物质固化在微孔中，可以缓慢释放，使吸附在微孔中的污染物被氧化降解，避免处理污水时过量消耗絮凝剂的缺点，可节约絮凝剂的消耗量。

2.本发明的复合过滤材料，由粉煤灰、硅酸盐和活性白土复合烧制而成，具有三重结构，对污染物质同时具有吸附分解的效果，明显地提高了粉煤灰的污染物处理能力。

3.本发明的复合过滤材料制备的工艺简单，且不会产生二次污染。

4.本发明的复合过滤处理范围广，可综合处理城市污水；处理效果好，悬浮物去除率在99%以上，产生的絮体少，沉淀快。

具体实施方式

实施例1

将粉煤灰在沉淀池中用清水浸泡，除去表面粉尘，捞出粉煤灰，沥水晾干；

将处理过的粉煤灰加入造粒机中制得粉煤灰颗粒，结成粒径小于6毫米的颗粒物；

将各原料按照以下重量混合（千克）：