[发明专利]一种烧结改性微孔凹凸棒土球制备方法及应用

说明书

本发明公开了一种烧结改性微孔凹凸棒土球制备方法及应用。以天然凹凸棒土粉、氯化镧、核桃砂颗粒、硅酸钠为原料，将凹凸棒土粉、核桃砂颗粒、硅酸钠和氯化镧按质量比3‑6:2:2:1混合均匀后制球，制得的球直径范围为5‑20mm，在温度为100‑120℃预热烘干1‑2h，再在温度为300‑600℃焙烧3‑5h，自然冷却后得到烧结改性微孔凹凸棒土球，烧结改性微孔凹凸棒土球表面和内部显示蜂窝多孔形态，可用于中低浓度含磷废水的处理过程，并作为聚磷微生物附着生长的载体。本发明制备成本低，过程简单，无二次污染，对中低浓度含磷废水(如微污染原水、富营养化水体等)具有较好的处理效果。

技术领域

本发明涉及一种烧结改性微孔凹凸棒土球制备方法及应用，属于水处理技术领域。

背景技术

当今，随着经济的飞速发展，人类活动的增加，使得大量含磷的生活污水和工业农业废水排入河流和湖泊等水体之中，磷是植物生长所需的大量元素之一，水体中存在大量的磷可能引起水体富营养化现象，水体富营养化会使藻类大量生长产生大量藻毒素危及人类健康，使水中的溶解氧下降导致鱼类等水生生物大量死亡，水体发黑发臭等。

磷在水体中主要有三种形式：(1)正磷酸盐，即PO₄^3-、HPO₄^2-、H₂PO₄^-；(2)聚合磷酸盐；(3)有机磷化合物。由于磷元素的性质稳定不同于其他元素，无法使其在水体中生成气态化合物而从水体中去除，只有通过物化法使其形成沉淀，或吸附法使其被吸附在吸附剂上，以及生物法使磷稳定在污泥中，进而从水体中去除。其中吸附法对处理水体中低浓度的磷酸盐具有很好的效果，运行简单，不产生大量污泥，成本低廉，通过改性天然矿物可以弥补粘土矿物吸附容量低的缺点，利用吸附材料吸附磷酸盐技术在国内外得到了广泛的关注。

凹凸棒土主要成分是凹凸棒石，又称坡缕石，是一种以含水镁铝硅酸盐为主的、具有层链状结构的矿物，其内部存在大量大小均匀，相互连通的孔道，孔道中含有水分，水分蒸发，孔道空缺，就可以吸附重金属，磷酸根等污染物，具有良好的吸附力，可以作为一种处理水体、土壤等污染的天然材料。随着城市工业化的发展，水污染日益加剧，污染程度、污染面积、对周围环境的影响都日趋增长，天然凹凸棒土对磷的去除力已经满足不了现今水污染处理的需要，所以通过改性来改善凹凸棒土的吸附性能。

镧是一种稀土元素，由于其对磷酸根具有很强的选择吸附性，尤其对低浓度磷酸盐的吸附，镧改性材料也具有很好的生物相适性而不会破坏原有的生态系统。因此将凹凸棒土使用稀土镧进行改性可以提高凹凸棒土的吸附除磷效果。

发明内容

有鉴于此，本发明的一种烧结改性微孔凹凸棒土球制备方法及应用，制备成本低，过程简单，无二次污染，对中低浓度含磷废水(如微污染原水、富营养化水体等)具有较好的处理效果。

为实现上述发明目的，本发明的一种烧结改性微孔凹凸棒土球制备方法，其以天然凹凸棒土粉、氯化镧、核桃砂颗粒、硅酸钠为原料，将凹凸棒土粉、核桃砂颗粒、硅酸钠和氯化镧按质量比3-6:2:2:1混合均匀后制球，制得的球直径范围为5-20mm，在温度为100-120℃预热烘干1-2h，再在温度为300-600℃焙烧3-5h，自然冷却后得到烧结改性微孔凹凸棒土球。

所述天然凹凸棒土粉的粒度为50-200目，核桃砂的粒度为0.2-0.8mm。

制备的烧结改性微孔凹凸棒土球的表面和内部显示蜂窝多孔形态。

一种烧结改性微孔凹凸棒土球的应用，烧结改性微孔凹凸棒土球用于中低浓度含磷废水的处理过程中，并作为聚磷微生物附着生长的载体。

中低浓度含磷废水包括微污染原水、富营养化水体。