[发明专利]利用秸秆制备磁性生物炭的方法

说明书

技术领域

本发明涉及利用木质纤维素类生物质废物制备生物炭的方法。特别是利 用秸秆原料制备磁性生物炭的方法。

背景技术

随着农业发展，秸秆废弃、焚烧，带来很多危害。

比如，小麦作为主要粮食作物之一，其种植面积与产量均占谷物产量的 1/4以上。麦收后产生的小麦秸秆大部分弃之不用、就地焚烧，既造成资源的 巨大浪费，还产生了严重的环境污染，甚至导致火灾事故频发。如果能合理 利用，必能带来较为可观的经济效益和环境效益。

生物炭是一种富含碳元素的材料，生物炭可以用于水中污染物的吸附， 也可用作化工生产催化剂的载体。然而，吸附或催化过程完成后，通常要采 用高速离心或过滤法回收废吸附剂和失活催化剂，导致能源浪费及设备损耗。 与普通生物炭相比，磁性生物炭可对外加磁场产生感应，因此可以通过磁分 离技术对其进行回收，过程简单，节省能源。

已公开的技术，如中国专利申请“一种磁性生物碳吸附材料的制备方法 及其用途-200910100973.1”

再如中国专利申请“一种利用玉米秸秆制备的生物炭去除水体中铬的方 法-201510555315.7”。

已有技术未见更多利用秸秆原料制备磁性生物炭的途径问世。

发明内容

本发明所要解决的问题在于克服前述技术存在的上述缺陷，而提供一种 利用秸秆制备磁性生物炭的方法。

本案目的是提供一种更新、更优化的制备磁性生物炭的方法，以使废弃 秸秆得到更好的利用。

本发明解决技术问题是采取以下技术方案来实现的，依据本发明提供的 一种利用秸秆制备磁性生物炭的方法，制备步骤包括选取秸秆原料的步骤， 其中，秸秆原料选择小麦秸秆或玉米秸秆或棉杆或水稻秸秆，先进行秸秆原 料清洁化预处理，然后依次用三价铁盐溶液浸渍，真空抽滤，滤饼烘干后， 再在惰性气体条件下进行碳化处理，制得磁性生物炭成品。

由此，秸秆原料经过三价铁盐溶液浸渍，通过热解的工艺过程，可获得 磁性生物炭。

本案梯级踏板型材解决技术问题还可以采取以下技术方案进一步实现：

前述的利用秸秆制备磁性生物炭的方法，其中，所述的秸秆原料清洁化 预处理的步骤中将秸秆原料洗净、烘干、粉碎、筛分，取粒径大于60目的秸 秆原料颗粒封存备用。

前述的利用秸秆制备磁性生物炭的方法，其中，所述的三价铁盐溶液浸 渍处理的步骤中，将秸秆原料颗粒置于三价铁盐溶液中，三价铁盐与秸秆原 料颗粒质量比为1-10∶1，磁力搅拌下浸渍，浸渍时间应为20-240min。

由此，三价铁盐与秸秆原料颗粒质量比的配置，以及浸渍时间的设置， 还有在磁力搅拌下浸渍，都是为了使秸秆原料颗粒和三价铁盐溶液混合更充 分，浸渍更充分。

前述的利用秸秆制备磁性生物炭的方法，其中，所述的三价铁盐溶液指 氯化铁溶液或硝酸铁溶液或硫酸铁溶液。

前述的利用秸秆制备磁性生物炭的方法，其中，优选的配置可以是秸秆 原料选为小麦秸秆，三价铁盐溶液选取氯化铁溶液浸渍。

前述的利用秸秆制备磁性生物炭的方法，其中，所述的三价铁盐溶液的 质量百分比浓度为10-30％。

前述的利用秸秆制备磁性生物炭的方法，其中，所述的碳化处理中，将 三价铁盐溶液浸渍后的秸秆原料在惰性气体吹扫下加热至预设的碳化温度 后，进行保温；所述预设的碳化温度为500-900℃；

前述的利用秸秆制备磁性生物炭的方法，其中，碳化处理中，所述预设 的碳化温度为550℃。

前述的利用秸秆制备磁性生物炭的方法，其中，所述的碳化处理中，三 价铁盐溶液浸渍后的秸秆原料在惰性气体吹扫下加热时以2-10℃/min升温速 率加热至碳化温度，保温时间为20-180min。

前述的利用秸秆制备磁性生物炭的方法，其中，所述的惰性气体为氮气、 氦气、氩气中的任一种。

前述的利用秸秆制备磁性生物炭的方法，其中，碳化处理后的碳化产物 进行冷却，并用去离子水洗涤，烘干制得磁性生物炭成品。

前述的利用秸秆制备磁性生物炭的方法，其中，所述的碳化处理中，将 氯化铁溶液浸渍后的秸秆原料在氮气吹扫下以5℃/min升温速率加热至碳化 温度550℃后，保温时间为90min。

前述的利用秸秆制备磁性生物炭的方法，其中，磁力搅拌速度为150转/ 分钟，所述秸秆原料为小麦秸秆。