[发明专利]一种基于废塑料的磁性填料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于废塑料的磁性填料及其制备方法，属于水处理技术领域。

背景技术

随着经济的快速发展，塑料的产量和使用量都不断增加。塑料易老化，使用周期短，大量的塑料制品特别是包装物在6-12个月后便被废弃，有的在1-2年后变为废塑料。因此，产生的废塑料日益增多。废塑料往往具有耐腐蚀、不易分解等特性，如果处理不当，不仅会对景观和生态系统产生极大影响，甚至危害人体健康。对废塑料进行资源化利用，不仅可以保护环境，而且还能变废为宝，节约资源。废塑料的再生利用产业已成为经济发展中不可或缺的资源型环保产业。目前，废塑料的资源化利用途径主要有：加工成塑料原料、燃料化利用、热解制油、生产建筑材料等。但传统的利用技术，多数需要消耗较多的能源，成本高，有些还会带来二次污染。

发明内容

针对现有技术中存在不足，本发明提供了一种基于废塑料的磁性填料及其制备方法，可综合利用废塑料、重金属离子废水等废弃物，减小环境污染；所制备的磁性填料，可作为生物接触氧化、膜生物反应器等工艺中的微生物载体。

一种基于废塑料的磁性填料，其特征在于，由塑料基体和磁性条状体两部分组成；所述塑料基体为固体废物中的废塑料；所述磁性条状体由废塑料薄膜包裹磁性铁氧体粉末制成；所述磁性条状体固定在塑料基体上。

优选的，所述磁性条状体穿插于所述塑料基体上所设孔中，所述磁性条状体两端打有结，所述结大于孔的大小。

优选的，所述磁性条状体经过每一个孔穿插于所述塑料基体中，相邻三个孔之间的两段磁性条状体分别位于塑料基体的两侧。

优选的，所设孔为矩形矩阵或圆形矩阵排列的矩形孔，所述矩形孔长度比磁性条状体的宽度大0.5-1mm，所述矩形孔宽度比磁性条状体的厚度大0.5-1mm。

优选的，所述的磁性条状体在塑料基体上均匀分布，所述磁性条状体的表面积占塑料基体总表面积的15-30％。

优选的，所述固体废物中的废塑料为矿泉水瓶或果汁瓶，其厚度小于2mm、粗糙度Ra大于20nm，形状为长方形、正方形或圆形。

优选的，所述磁性条状体为扁条状体，其宽度为3-7mm、厚度为1-2.5mm。

一种基于废塑料的磁性填料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)塑料基体的制备：

选取固体废物中的废塑料，剪切、打磨废塑料表面；并在打磨后的废塑料表面开设多个孔；

(2)磁性铁氧体粉末的制备：

a)向重金属离子废水中添加二价铁离子和三价铁离子，所述二价铁离子与废水中其他二价金属离子的摩尔比大于2，所述三价铁离子与废水中其他三价金属离子的摩尔比大于7.5，废水中总的三价金属离子与总的二价金属离子的摩尔比范围为1.3-1.8，得处理后废水；

b)在不断搅拌下，向步骤a)中所述处理后废水中加入强碱，调节溶液的pH值至10以上，常温下反应6-8min，停止搅拌，至混合液中形成沉渣；

c)陈化反应30-60min，步骤b)中所述沉渣转化为黑色的磁性铁氧体，倒出上清液，固液分离；

d)将分离后的磁性铁氧体在40-60℃中干燥，研磨至磁性铁氧体的颗粒粒度在0.1mm以下，并在强度大于300kA/m的磁场中预磁化10min以上，即得所述磁性铁氧体粉末；

(3)磁性条状体的制备：

选取废塑料薄膜，在其一侧表面沿直线方向涂玻璃胶，在玻璃胶上均匀分布磁性铁氧体粉末；所述玻璃胶的用量至少能粘住磁性铁氧体粉末，所述磁性铁氧体粉末的用量至少能盖住玻璃胶；待玻璃胶干化后，用涂玻璃胶的塑料薄膜将磁性铁氧体粉末包裹形成条状体，并用玻璃胶密封，形成所述磁性条状体；

(4)磁性填料的制备：

将步骤(3)中所述磁性条状体穿插在步骤(1)中的孔中，在磁性条状体的两端过孔的位置分别打有大于孔的结，得所述基于废塑料的磁性填料。

优选的，所述步骤(2)中重金属离子废水中含有铜离子和锰离子或铅离子和锌离子；所述的强碱为氢氧化钠或氢氧化钾。

本发明的有益效果是：

(1)本发明所述磁性填料的原料为废塑料、重金属离子废水处理产物磁性铁氧体粉末，实现了固体废物的再利用；减少了环境污染，为废塑料和磁性铁氧体粉末的处理提供一种新的思路。

(2)本发明所述磁性填料的制备工艺简单，操作方便；再利用过程中消耗能源少，成本低，适宜产业化。