[发明专利]一种脱色用有机活性白土的制备方法

说明书

【技术领域】

本发明属于有机吸附剂技术领域，具体涉及一种脱色用有机活性白土的制备方法。

【技术背景】

随着工业的发展，纺织、印染、油墨、皮革、橡胶、焦化、造纸、制药、表面处理等有色废水的处理已成为废水处理的主要难题。这主要是因为，这些废水中部分有机化合物无法降解，这些化合物中有些含有烯键、羧基、酰胺基、磺酰胺基、羰基和硝基等生色团，并且含有—NH₂、—NHR、—NR₂、—OR、—OH和—SH等助色团，它们的相互作用造成出水色度仍然很高。同时，这些基团都是极性的，从而使出水中有机物易溶于水，并有可能使烷烃化合物发生乳化，在水中发生高度的分散作用，从而生成难于脱色的水溶液或胶体溶液。此外，随着化石能源的日益紧俏，生物质能因其大量、广泛的存在，且是一种环境友好的绿色能源而越来越受到重视。在众多生物质能转化利用途径中，采用木质纤维素类农林废弃物为原料通过水解、发酵生产乙醇和丙酮丁醇的技术已成为生物燃料的主要生产工艺。水解分为酸水解和酶水解，酸水解过程由于反应条件剧烈导致水解液中含有大量的色素和糠醛、乙酸和酚类等有机物，对后续发酵工艺产生较大影响，因此，在糖发酵前必须脱除。

目前，针对有色废水处理采用的主要方法有吸附脱色、氧化还原脱色、混凝脱色、离子交换脱色、超滤膜脱色和生物脱色等(专利CN 102989413A)。其中，吸附脱色通常采用活性炭作为吸附剂，脱色效果好，但再生困难，成本较高；氧化还原脱色存在着还原降解后生产的简单分子具有毒性，需二次处理，操作成本高；混凝脱色的缺点是混凝剂用量大，处理废水时会产生不易脱水的污泥造成二次污染；离子交换脱色对有机化合物的脱除存在一定的选择性，使其大规模推广应用受到了限制；超滤膜脱色存在膜堵塞、膜污染和投资高的问题；生物脱色使用的各种微生物对污染物质的降解都有一定的选择性，脱色效果较差。对于水解液脱色，通常采用石灰乳中和、有机溶剂萃取、真空浓缩和离子交换等多种方法(蒋崇文，彭霞，肖豪，麦秆稀酸水解液的脱色脱毒研究，应用化工，Vol.38，No.12，2009，Pages1756-1759)，但这些方法会导致水解液经过脱色后还原糖损失较大，酚类、糠醛和其他色素等杂质去除不完全。活性炭吸附因其脱色效果好，在酸水解液的脱色过程中得到了广泛的应用，但同样存在着再生困难、成本高的缺点。因此，对于木质纤维素类农林废弃物水解液和有色废水的脱色而言，急需寻找一种脱色效果好、成本低、易于工业放大生产的脱色剂。

活性白土是用粘土矿物(主要有蒙脱石粘土、凹凸棒石粘土和海泡石粘土)为原料，经无机酸化处理，再经水漂洗、干燥制成的吸附剂，外观为乳白色粉末，无臭，无味，无毒，吸附性能很强，能吸附有色物质、有机物质。活性白土不溶于水、有机溶剂和各种油类中，几乎完全溶于热烧碱和盐酸中，相对密度2.3～2.5，在水及油中膨润极小。活性白土因比表面积大，吸附能力强，脱色效率高；活性度低，不与油脂及其它化学物质发生化学作用；用于液体脱色过滤速度快，残液率低，如食用油脱色、制糖脱色等；脱色后液体透明清亮，品质稳定，无异味、不回色、不回酸；使用后的产品，经过适当处理可以进行二次利用，不会造成环境污染等系列产品优点而广泛应用于矿物油、动植物油脂、制蜡及有机液体的脱色精制。然而，蒙脱石粘土因其表面硅氧结构具有极强的亲水性，通常存在一层薄的水膜，而不能有效吸附疏水性有机污染物，限制了其在废水处理中的应用；海泡石粘土和凹凸棒石粘土则因表面含有大量硅羟基，使其表面呈亲水性，同样限制了其在废水处理中的应用。目前，活性白土一般在油性体系中作为脱色剂使用。为了提高粘土矿物资源的利用率，必须对活性白土进行表面有机改性，使其适用于木质纤维素类农林废弃物水解液和有色废水等水性体系的脱色处理。

【发明内容】

本发明的目的在于针对现有的木质纤维素类农林废弃物水解液和有色废水等水性体系脱色方法中存在的成本高、脱色效果差的问题而提供一种成本低廉、脱色效果好的有机活性白土的制备方法。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：

本发明脱色用有机活性白土的制备方法，其具体步骤如下：

(1)粘土漂洗：

将水加入容器中加热至50～80℃，按固液比1g:5～10mL加入研磨成粉的粘土矿物在上述温度下充分搅拌1～3h后，静置，上层清水和底部沙粒弃掉，中层浆液抽滤后烘干，粉碎过筛获得＞100目的漂洗粘土粉末；

(2)粘土酸化：