[发明专利]一种磁性煤矸石地质聚合物吸附剂制备方法

说明书

本发明公开了一种磁性煤矸石地质聚合物吸附剂制备方法，步骤如下：（1）将热活化后的煤矸石粉末和碱激发剂放入蒸馏水中混合均匀，通过悬浮固化法固化成型，蒸馏水洗涤，干燥，研磨得到煤矸石地质聚合物粉末。（2）将铁盐溶液与煤矸石粉末搅拌均匀，通过共沉淀法或者水热法制备磁性煤矸石地质聚合物，待反应时间达到后，磁分离，洗涤，干燥，便可获得磁性煤矸石地质聚合物吸附剂。本发明制备的磁性煤矸石地质聚合物吸附剂具有典型的地质聚合物特征和独特的磁回收性，可大大减少废水处理之后的固液分离时间，具有良好的工业应用前景。

技术领域

本发明涉及一种磁性煤矸石地质聚合物吸附剂制备方法，属于环境和材料工程技术领域。

背景技术

煤矸石是煤矿开采过程中产生的固体废弃物，截止目前我国煤矸石产量已经突破亿吨，而且产量还在急剧增加。现有的煤矸石利用方法包括火力发电、肥料制备充填材料和制备水处理材料等。但是，这些途径并不能实现煤矸石的高效利用。同时，也促使研究人员开发新型煤矸石利用方案。

近年来，“三废”处理逐渐成为研究人员关注的热点，利用固体废弃物制备无机聚合物制备废水处理材料备受青睐。其中，粉煤灰、高岭土、赤泥等材料制备地质聚合物已有大量研究，但多以磨具成型（贾屹海等. 一种免烧粉煤灰基地质聚合物高性能吸附材料制备方法:中国，201610870948 .1[P].；郭世文等. 一种地质聚合物吸附材料及其制备方法:中国，201910300343 .2[P].；Yan S. et al. Green synthesis of high porosity wastegangue microsphere/geopolymer composite foams via hydrogen peroxidemodification[J]. Journal of Cleaner Production, 2019, 227: 483-494. ），或成型后研磨成粉末（Al-Harahsheh M. S. et al. Fly ash based geopolymer for heavymetal removal: A case study on copper removal[J]. Journal of EnvironmentalChemical Engineering, 2015, 3(3): 1669-1677.；Maleki A. et al. A green, porousand eco-friendly magnetic geopolymer adsorbent for heavy metals removal fromaqueous solutions[J]. Journal of cleaner production, 2019, 215: 1233-1245.）。以上两种方案都有各自的缺点，其中模具成型后需要大量养护时间，粉末地质聚合物水处理剂使用后不易回收。

发明内容

本发明旨在利用固体废弃物开发一种磁性地质聚合物吸附材料，提供一种工艺简单、操作方便的磁性煤矸石地质聚合物吸附材料的制备方法。该方法以煤矸石为原料，经过两个实验步骤获得磁性煤矸石地质聚合物吸附剂。

为了解决工艺时间长和难回收两个难题，本发明提出了不需要养护的一种磁性煤矸石地质聚合物吸附剂制备方法，通过热活化煤矸石，再经过碱激发、成型、洗涤、干燥、研磨，共沉淀或者水热法、洗涤、干燥，即可得到磁性煤矸石地质聚合物粉末。本方案制备磁性煤矸石地质聚合物具有绿色环保、工艺周期短、水处理剂使用后可磁性回收等优点。

本发明提供了一种磁性煤矸石地质聚合物吸附剂制备方法，包括以下步骤：

（1）将煤矸石粉末在400℃～1000℃条件下热活化2h～8h后与碱激发剂放入蒸馏水中混合均匀，通过悬浮固化法固化成型，蒸馏水洗涤，干燥，研磨得到煤矸石地质聚合物粉末。

（2）将铁盐溶液与煤矸石粉末搅拌均匀，通过共沉淀法或者水热法制备磁性煤矸石地质聚合物，待反应时间达到后，磁分离，洗涤，干燥，便可获得磁性煤矸石地质聚合物吸附剂。