專利名稱：一種除鉻復(fù)合離子篩制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種除鉻復(fù)合離子篩的制備方法，包括將除鉻離子篩、鎂粉、聚乙烯粉、發(fā)孔劑均勻混合制球后，再用硅醋酸乙烯一乙烯一聚乙烯醇共混聚合物將硅藻土均勻粘接在混合球表面的過程。
背景技術(shù)：
隨著我國社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，鉻已經(jīng)廣泛應(yīng)用于很多行業(yè)。同時(shí)，隨著人們對鉻的廣泛應(yīng)用，鉻污染問題也變得越來越嚴(yán)重。目前，國內(nèi)工業(yè)生產(chǎn)過程中每年大約產(chǎn)生20萬 30萬噸含鉻廢渣，鉻的存在形式有金屬鉻、三價(jià)鉻、六價(jià)鉻，其中，金屬鉻與三價(jià)鉻的毒性均較小，對人體造成危害最大的為六價(jià)鉻。六價(jià)鉻對人體的危害甚至為三價(jià)鉻的100倍，六價(jià)鉻能刺激人的呼吸道及消化道，甚至有致癌作用。現(xiàn)有技術(shù)對消除鉻污染中對人體危害嚴(yán)重的六價(jià)鉻的治理通常采用離子交換法， 離子交換法技術(shù)存在如下缺陷該方法對交換容量有很高要求，處理工藝較復(fù)雜、成本較高、并且離子交換樹脂容易中毒等。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于，提供一種除鉻復(fù)合離子篩制備方法，制備出高效環(huán)保的除鉻復(fù)合離子篩，克服現(xiàn)有離子交換法治理鉻污染技術(shù)存在的技術(shù)要求高、工藝復(fù)雜、成本高、存在二次污染的缺陷。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是提供一種除鉻復(fù)合離子篩制備方法，其特征在于，包括如下步驟SI、制備除鉻離子篩；S2、按重量比將35% 50%除鉻離子篩、5% 10%鎂粉，10% 20%聚乙烯粉、10% 15%發(fā)孔劑進(jìn)行篩分、混合、攪拌均勻、自然干燥、磨成細(xì)粉后過篩；S3、將過篩混合粉制成混合球，按重量比用109^15%硅醋酸乙烯一乙烯一聚乙烯醇共混聚合物將io°/ri5%硅藻土粉對混合球進(jìn)行包衣；S4、將包衣混合球坯進(jìn)行干燥，得到除鉻復(fù)合離子篩。在本發(fā)明的除鉻復(fù)合離子篩制備方法中，所述除鉻離子篩的制備方法為先采用水熱法在蒙脫土上負(fù)載鈦化物，制成除鉻離子篩基體，在除鉻離子篩基體上引入鉻離子，經(jīng)鉻離子的固位、抽出反應(yīng)，最后經(jīng)烘烤成型制得除鉻離子篩。在本發(fā)明的除鉻復(fù)合離子篩制備方法中，所述蒙脫土為鈉基蒙脫土，所述步驟SI包括將鈉基蒙脫土分散到去離子水中，攪拌、靜置，得到鈉基蒙脫土懸浮液；在攪拌條件下，將已制備的鈦柱液滴入蒙脫土懸浮液中，充分?jǐn)嚢琛⒒旌?，倒入?nèi)襯聚四氟乙烯的高壓釜中，密封后置于烘箱中陳化處理，溫度為80°C 120°C，時(shí)間為4tT8h ;陳化完成后自然冷卻、固液分離，將固體清洗至中性，自然風(fēng)干，研磨制得除鉻離子篩基體；
將除鉻離子篩基體浸入0. 16mol/L^0. 20mol/L的鉻溶液中，浸泡24tT28h，制得未固位鈦柱撐蒙脫土鉻離子復(fù)合物；將鈦柱撐蒙脫土鉻離子復(fù)合物在30(TC 45(TC烘烤6tT8h，制得固位鉻型離子篩篩體，再用lmol/Llmol/L的硝酸洗脫除去鉻離子，固液分離，將固體在200°C 350°C烘烤5h 6h，制得除鉻離子篩。在本發(fā)明的除鉻復(fù)合離子篩制備方法中，所述鈦柱液的制備方法如下配制濃度為3 5mol/L的鹽酸溶液，置入三口瓶中，在通風(fēng)櫥及冰浴槽內(nèi)將四氯化鈦緩慢加入所述鹽Ife溶液中，反應(yīng)完成制得欽柱液。在本發(fā)明的除鉻復(fù)合離子篩制備方法中，所述聚乙烯粉分子量為300萬飛00萬和或所述發(fā)孔劑為草酸。在本發(fā)明的除鉻復(fù)合離子篩制備方法中，在步驟S2中，混合粉過篩的目數(shù)為80目 100目。 在本發(fā)明的除鉻復(fù)合離子篩制備方法中，步驟S3中的包衣方法為將混合球放入轉(zhuǎn)盤機(jī)上，以16(T200r/min勻速轉(zhuǎn)動；將硅醋酸乙烯一乙烯一聚乙烯醇共混聚合物在空氣壓縮機(jī)作用下噴淋到滾動的混合球上，同時(shí)均勻撒入硅藻土，硅藻土在硅醋酸乙烯-乙烯-聚乙烯醇共混聚合物的粘結(jié)作用下，均勻粘附在混合球表面；在此過程中，混合球保持充分運(yùn)動，以防顆粒間粘結(jié)；將小球滾動至預(yù)定尺寸，約3. 3mnT7. 3mm,將球體表面拋光、干燥，即制得包衣混合球坯。在本發(fā)明的除鉻復(fù)合離子篩制備方法中，步驟S4包括，將包衣混合球坯按照如下工藝燒結(jié)室溫升至800攝氏度，升溫速率為80°C ^lOO0C /h ;800°C升至燒結(jié)溫度，升溫速率為50°C 70°C /h，燒結(jié)溫度為1000°C 1500°C;在燒結(jié)溫度下燒結(jié)2tT4h，然后隨爐冷卻，即得到除鉻復(fù)合離子篩。實(shí)施本發(fā)明的除鉻復(fù)合離子篩制備方法，與現(xiàn)有技術(shù)比較，其有益效果是I、復(fù)合離子篩是一種具有穩(wěn)固的三維骨骼和非整比的新型無機(jī)復(fù)合材料，其除鉻離子篩基體采用蒙脫土制成，由于蒙脫土具有晶體結(jié)構(gòu)特殊、比表面積大、吸附性能良好、層間距可調(diào)等特點(diǎn)，大大提高離子篩的除鉻能力；通過離子交換法制備的柱撐蒙脫土具有更好的離子交換性能及吸附性能，進(jìn)一步提高除鉻離子篩基體的除鉻能力；除鉻離子篩與鎂粉等材料合成，通過鎂粉的還原作用，能夠?qū)⒘鶅r(jià)鉻還原為三價(jià)鉻，大大降低鉻離子毒性；因此，復(fù)合離子篩對鉻離子具有高效的篩效應(yīng)及鍵合能力，能高效捕獲鉻離子，對鉻離子吸附容量大，對六價(jià)鉻的消除能力強(qiáng)；2、復(fù)合離子篩抗污染能力強(qiáng)，具有高選擇性、洗脫峰集中、化學(xué)穩(wěn)定性強(qiáng)、無再生污染、成本低、使用工藝簡單等優(yōu)點(diǎn)。關(guān)于非整比的概念現(xiàn)代化學(xué)理論認(rèn)為，固體中的分子、原子以及離子等結(jié)晶質(zhì)點(diǎn)，在晶體中的排列并不都是有序的，總存在著某些不完整性，即晶格缺陷。固態(tài)晶體中的缺陷主要有點(diǎn)缺陷、線缺陷、面缺陷和體缺陷。它的表現(xiàn)形式為一空穴、電子空穴、雜質(zhì)原子、間隙原子等。由于上訴缺陷及同晶置換的存在，即出現(xiàn)非整比化合物。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明實(shí)施例一
本發(fā)明的除鉻復(fù)合離子篩制備方法如下I.將鈉基蒙脫土分散到去離子水中，攪拌、靜置，得到鈉基蒙脫土懸浮液。在攪拌條件下，將已制備的鈦柱液滴入蒙脫石懸浮液中，充分?jǐn)嚢?、混合，倒入?nèi)襯聚四氟乙烯的高壓釜中，密封后置于烘箱中陳化處理，溫度為100°C，時(shí)間為6h。陳化完成后自然冷卻，經(jīng)固液分離，將固體清洗至中性，自然風(fēng)干，研磨制得除鉻離子篩基體。其中，鈦柱液采用如下方法制備配制濃度為3 5mol/L的鹽酸溶液，置入三口瓶中，在通風(fēng)櫥及冰浴槽內(nèi)將四氯化鈦緩慢加入鹽酸溶液中，反應(yīng)完成制得鈦柱液。2.將除鉻離子篩基體浸入0. 16mol/L的鉻溶液中，浸泡28h，制得未固位的鈦柱撐蒙脫土 (鉻離子)復(fù)合物。3.將鈦柱撐蒙脫土 (鉻離子)復(fù)合物在350°C烘烤7h，制得固位的鉻型離子篩篩體，再用I. 5mol/L的硝酸洗脫除去鉻離子，固液分離，將固體在300°C烘烤5. 5h，制得除鉻離子篩。 4.然后，按重量比將35%除鉻離子篩、5%鎂粉，20%聚乙烯粉、15%發(fā)孔劑進(jìn)行篩分、混合、攪拌均勻、自然干燥、磨成細(xì)粉后過90目篩。5.將過篩混合粉制成混合球，將混合球放入轉(zhuǎn)盤機(jī)上，以160r/min勻速轉(zhuǎn)動。按重量比將15%硅醋酸乙烯一乙烯一聚乙烯醇共混聚合物在空氣壓縮機(jī)的作用下噴淋到滾動的混合球上，同時(shí)均勻撒入10%硅藻土(重量比)，硅藻土在共混液的粘結(jié)作用下，均勻粘附在混合球表面。在此過程中，混合球保持充分運(yùn)動，以防顆粒間粘結(jié)。將小球滾動至預(yù)定尺寸，約3. 3mnT7. 3mm，將球體表面拋光、干燥，即制得用于降解鉻離子毒性的復(fù)合離子篩球胚。6.最后，將上述復(fù)合離子篩球胚按照如下工藝燒結(jié)室溫升至800攝氏度，升溫速率為80°C /h ;800°C升至燒結(jié)溫度，升溫速率為50°C /h，燒結(jié)溫度為1000°C;在燒結(jié)溫度下燒結(jié)2h，然后隨爐冷卻，即得到用于降解鉻離子毒性的復(fù)合離子篩。在優(yōu)選實(shí)施例中，采用分子量為300萬至500萬的聚乙烯粉，發(fā)孔劑采用草酸。在其他實(shí)施例中，除鉻離子篩可以采用胺基蒙脫土、鈣基蒙脫土等制備。在其他實(shí)施例中，可以采用其他分子量的聚乙烯粉，例如，可以采用分子量為280萬或530萬的聚乙烯粉，也能夠?qū)崿F(xiàn)本發(fā)明目的。在其他實(shí)施例中，發(fā)孔劑可以采用其他材料，例如，可以采用石蠟、淀粉、碳酸氰胺
坐寸o實(shí)施例二本發(fā)明的除鉻復(fù)合離子篩制備方法如下I.將鈉基蒙脫土分散到去離子水中，攪拌、靜置，得到鈉基蒙脫土懸浮液。在攪拌條件下，將已制備的鈦柱液滴人蒙脫石懸浮液中，充分?jǐn)嚢?、混合，倒入?nèi)襯聚四氟乙烯的高壓釜中，密封后置于烘箱中陳化處理，溫度為120°C，時(shí)間為8h。陳化完成后自然冷卻，經(jīng)固液分離，將固體清洗至中性，自然風(fēng)干，研磨制得除鉻離子篩基體。2.將除鉻離子篩基體浸入0. 18mol/L的鉻溶液中，浸泡26h，制得未固位的鈦柱撐蒙脫土 (鉻離子)復(fù)合物。3.將鈦柱撐蒙脫土 (鉻離子)復(fù)合物在300°C烘烤8h，制得固位的鉻型離子篩篩體，再用2mol/L的硝酸洗脫除去鉻離子，固液分離，將固體在350°C烘烤5h，制得除鉻離子篩。4.按重量比將40%除鉻離子篩、10%鎂粉，15%聚乙烯粉、12%發(fā)孔劑進(jìn)行篩分、混合、攪拌均勻、自然干燥、磨成細(xì)粉后過80目篩。5.將過篩混合粉制成混合球，將混合球放入轉(zhuǎn)盤機(jī)上，以200r/min勻速轉(zhuǎn)動。按重量比將10%硅醋酸乙烯一乙烯一聚乙烯醇共混聚合物在空氣壓縮機(jī)的作用下噴淋到滾動的混合球上，同時(shí)均勻撒入13%硅藻土 (重量比)，硅藻土在共混液的粘結(jié)作用下，均勻粘附在混合球表面。在此過程中，混合球保持充分運(yùn)動，以防顆粒間粘結(jié)。將小球滾動至預(yù)定尺寸，約3. 3mnT7. 3mm，將球體表面拋光、干燥，即制得用于降解鉻離子毒性的復(fù)合離子篩球胚。6.最后，將上述復(fù)合離子篩球胚按照如下工藝燒結(jié)，室溫升至800攝氏度，升溫速率為90°C /h ;800°C升至燒結(jié)溫度，升溫速率為60°C /h，燒結(jié)溫度為1300°C;在燒結(jié)溫度下燒結(jié)3h，然后隨爐冷卻，即得到用于降解鉻離子毒性的復(fù)合離子篩。 實(shí)施例三本發(fā)明的除鉻復(fù)合離子篩制備方法如下I.將鈉基蒙脫土分散到去離子水中，攪拌、靜置，得到鈉基蒙脫土懸浮液。在攪拌條件下，將已制備的鈦柱液滴人蒙脫石懸浮液中，充分?jǐn)嚢?、混合，倒入?nèi)襯聚四氟乙烯的高壓釜中，密封后置于烘箱中陳化處理，溫度為80°C，時(shí)間為4h。陳化完成后自然冷卻，經(jīng)固液分離，將固體清洗至中性，自然風(fēng)干，研磨制得除鉻離子篩基體。2.將除鉻離子篩基體浸入0. 20mol/L的鉻溶液中，浸泡24h，制得未固位的鈦柱撐蒙脫土 (鉻離子)復(fù)合物。3.將鈦柱撐蒙脫土 (鉻離子)復(fù)合物在450°C烘烤6h，制得固位的鉻型離子篩篩體，再用lmol/L的硝酸洗脫除去鉻離子，固液分離，將固體在200°C烘烤6h，制得除鉻離子篩。4.按重量比將50%除鉻離子篩、5%鎂粉，10%聚乙烯粉、10%發(fā)孔劑進(jìn)行篩分、混合、攪拌均勻、自然干燥、磨成細(xì)粉后過100目篩。5.將過篩混合粉制成混合球,將混合球放入轉(zhuǎn)盤機(jī)上，以180r/min勻速轉(zhuǎn)動。按重量比將10將硅醋酸乙烯一乙烯一聚乙烯醇共混聚合物在空氣壓縮機(jī)的作用下噴淋到滾動的混合球上，同時(shí)均勻撒入15%硅藻土(重量比)，硅藻土在共混液的粘結(jié)作用下，均勻粘附在混合球表面。在此過程中，混合球保持充分運(yùn)動，以防顆粒間粘結(jié)。將小球滾動至預(yù)定尺寸，約3. 3mnT7. 3mm，將球體表面拋光，干燥，即制得用于降解鉻離子毒性的復(fù)合離子篩球胚。 6.最后，將上述復(fù)合離子篩球胚按照如下工藝燒結(jié)，室溫升至800攝氏度，升溫速率為100°C /h ;800°C升至燒結(jié)溫度，升溫速率為70°C /h，燒結(jié)溫度為1500°C ;在燒結(jié)溫度下燒結(jié)4h，然后隨爐冷卻，即得到用于降解鉻離子毒性復(fù)合離子篩。
權(quán)利要求
1.一種除鉻復(fù)合離子篩制備方法，其特征在于，包括如下步驟 51、制備除鉻離子篩； 52、按重量比將35% 50%除鉻離子篩、5% 10%鎂粉，10% 20%聚乙烯粉、10%"15%發(fā)孔劑進(jìn)行篩分、混合、攪拌均勻、自然干燥、磨成細(xì)粉后過篩； 53、將過篩混合粉制成混合球，按重量比用109Γ15%硅醋酸乙烯一乙烯一聚乙烯醇共混聚合物將10°/Γ15%硅藻土粉對混合球進(jìn)行包衣； 54、將包衣混合球坯進(jìn)行干燥，得到除鉻復(fù)合離子篩。
2.如權(quán)利要求I所述的除鉻復(fù)合離子篩，其特征在于，所述除鉻離子篩的制備方法為先采用水熱法在蒙脫土上負(fù)載鈦化物，制成除鉻離子篩基體，在除鉻離子篩基體上引入鉻離子，經(jīng)鉻離子的固位、抽出反應(yīng)，最后經(jīng)烘烤成型制得除鉻離子篩。
3.如權(quán)利要求2所述的除鉻復(fù)合離子篩，其特征在于，所述蒙脫土為鈉基蒙脫土，所述步驟SI包括 將鈉基蒙脫土分散到去離子水中，攪拌、靜置，得到鈉基蒙脫土懸浮液；在攪拌條件下，將已制備的鈦柱液滴入蒙脫土懸浮液中，充分?jǐn)嚢?、混合，倒入?nèi)襯聚四氟乙烯的高壓釜中，密封后置于烘箱中陳化處理，溫度為80°C 120°C，時(shí)間為4tT8h ;陳化完成后自然冷卻、固液分離，將固體清洗至中性，自然風(fēng)干，研磨制得除鉻離子篩基體； 將除鉻離子篩基體浸入O. 16mol/L^0. 20mol/L的鉻溶液中，浸泡24tT28h，制得未固位鈦柱撐蒙脫土鉻離子復(fù)合物；將鈦柱撐蒙脫土鉻離子復(fù)合物在300°C 450°C烘烤6tT8h，制得固位鉻型離子篩篩體，再用lmol/Llmol/L的硝酸洗脫除去鉻離子，固液分離，將固體在2000C 350°C烘烤5h 6h，制得除鉻離子篩。
4.如權(quán)利要求3所述的除鉻復(fù)合離子篩，其特征在于，所述鈦柱液的制備方法如下配制濃度為3 5mol/L的鹽酸溶液，置入三口瓶中，在通風(fēng)櫥及冰浴槽內(nèi)將四氯化鈦緩慢加入所述鹽酸溶液中，反應(yīng)完成制得鈦柱液。
5.如權(quán)利要求I所述的除鉻復(fù)合離子篩，其特征在于，所述聚乙烯粉分子量為300萬飛00萬和或所述發(fā)孔劑為草酸。
6.如權(quán)利要求I所述的除鉻復(fù)合離子篩，其特征在于，在步驟S2中，混合粉過篩的目數(shù)為80目 100目。
7.如權(quán)利要求I至6之一所述的除鉻復(fù)合離子篩，其特征在于，步驟S3中的包衣方法為將混合球放入轉(zhuǎn)盤機(jī)上，以16(T200r/min勻速轉(zhuǎn)動；將硅醋酸乙烯一乙烯一聚乙烯醇共混聚合物在空氣壓縮機(jī)作用下噴淋到滾動的混合球上，同時(shí)均勻撒入硅藻土，硅藻土在硅醋酸乙烯一乙烯一聚乙烯醇共混聚合物的粘結(jié)作用下，均勻粘附在混合球表面；在此過程中，混合球保持充分運(yùn)動，以防顆粒間粘結(jié)；將小球滾動至預(yù)定尺寸，約3. 3mnT7. 3mm,將球體表面拋光、干燥，即制得包衣混合球還。
8.如權(quán)利要求7所述的除鉻復(fù)合離子篩，其特征在于，步驟S4包括，將包衣混合球坯按照如下工藝燒結(jié)室溫升至800攝氏度，升溫速率為80°C ^lOO0C /h ;800°C升至燒結(jié)溫度，升溫速率為50°C 70°C /h，燒結(jié)溫度為1000°C ^1500°C ;在燒結(jié)溫度下燒結(jié)2h 4h，然后隨爐冷卻，即得到除鉻復(fù)合離子篩。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種除鉻復(fù)合離子篩制備方法，包括制備除鉻離子篩，按重量比將35%~50%除鉻離子篩、5%~10%鎂粉，10%~20%聚乙烯粉、10%~15%發(fā)孔劑進(jìn)行篩分、混合、攪拌均勻、自然干燥、磨成細(xì)粉后過篩，將過篩混合粉制成混合球，按重量比用10%~15%硅醋酸乙烯—乙烯—聚乙烯醇共混聚合物將10%~15%硅藻土粉對混合球進(jìn)行包衣，將包衣混合球坯進(jìn)行干燥，得到除鉻復(fù)合離子篩。本發(fā)明的復(fù)合離子篩具有高效的篩效應(yīng)及鍵合能力，能高效捕獲鉻離子，對鉻離子吸附容量大，對六價(jià)鉻的消除能力強(qiáng)，且抗污染能力強(qiáng)，具有高選擇性、洗脫峰集中、化學(xué)穩(wěn)定性強(qiáng)、無再生污染、成本低、使用工藝簡單等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號B01J20/30GK102814170SQ201210172230
公開日2012年12月12日 申請日期2012年5月30日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月30日
發(fā)明者王林雙 申請人:深圳市華水環(huán)?？萍加邢薰?br>