一種粉煤灰復(fù)合過濾材料及其制備方法和應(yīng)用的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種粉煤灰復(fù)合過濾材料，它是由粒徑120-160目的粉煤灰、活性白土、二氧化硅和硅酸鹽混合制備而成。本發(fā)明的粉煤灰復(fù)合過濾材料是一種表面瓷化且具有大量孔隙的材料，同時具有粉煤灰的吸附性和微孔物的吸附性，并且還具有絮凝性；對污染物質(zhì)同時具有吸附分解的效果，能夠明顯地提高對污染物的處理能力。本發(fā)明還提供制備所述的粉煤灰復(fù)合過濾材料的方法，該方法工藝簡單，且不會產(chǎn)生二次污染。本發(fā)明還提供所述的粉煤灰復(fù)合過濾材料作為水處理劑在污水凈化中的應(yīng)用。本發(fā)明的粉煤灰復(fù)合過濾材料可用于綜合處理城市污水；處理效果好，懸浮物去除率在99%以上，產(chǎn)生的絮體少，沉淀快。
【專利說明】一種粉煤灰復(fù)合過濾材料及其制備方法和應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種無機(jī)復(fù)合材料，尤其是一種粉煤灰復(fù)合過濾材料，及其制備方法和在污水凈化中的應(yīng)用。
技術(shù)背景
[0002]粉煤灰是從煤燃燒后的煙氣中收集的細(xì)灰，是燃煤電廠排出的主要固體廢棄物。粉煤灰是我國當(dāng)前排量較大的工業(yè)廢渣之一，隨著電力工業(yè)的發(fā)展，燃煤電廠的粉煤灰排放量逐年增加，大量的粉煤灰不加處理，就會產(chǎn)生揚(yáng)塵，污染大氣；若排入水系會造成河流淤塞，而其中的有毒化學(xué)物質(zhì)還會對人體和生物造成危害。但粉煤灰的比表面大，粒徑小，在0.1-10 μ m之間，有很多微孔，孔內(nèi)可與吸附質(zhì)分子作用的表面院子很多，在微孔內(nèi)壁面與避免所產(chǎn)生的吸附力場發(fā)生疊加，吸附力增強(qiáng)，在較低壓力下即可達(dá)到吸附飽和。另一方面，粉煤灰分子結(jié)構(gòu)中存在大量的S1-O和AL-O活性基團(tuán)，能與吸附質(zhì)化學(xué)鍵或離子發(fā)生結(jié)合，從而產(chǎn)生吸附。其吸附作用包括物理吸附和化學(xué)吸附兩方面，能夠吸附污水中的懸浮物、有色物質(zhì)。降低色度，吸附并除去污水中的耗氧物質(zhì)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種污水處理材料，原料來源廣，成本低，性能穩(wěn)定。該技術(shù)可使污水濁度有效降低至可排放水的水平，沒有二次污染。
[0004]本發(fā)明的上述目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
[0005]提供一種粉煤灰復(fù)合過濾材料，它是由粒徑120-160目的粉煤灰、活性白土、二氧化硅和硅酸鹽混合制備而成。
[0006]本發(fā)明優(yōu)選的粉煤灰復(fù)合過濾材料，各原料組分按重量份計(jì)為:粉煤灰60-80份，活性白土 5-15份,二氧化娃5-20份,娃酸鹽5份。
[0007]本發(fā)明進(jìn)一步優(yōu)選的粉煤灰復(fù)合過濾材料，各原料組分按重量份計(jì)為:粉煤灰65-75份，活性白土 10-15份，二氧化娃5?15份，娃酸鹽5份。
[0008]本發(fā)明最優(yōu)選的粉煤灰復(fù)合過濾材料，各原料組分按重量份計(jì)為:粉煤灰72份，活性白土 10份，二氧化硅13份，硅酸鹽5份。
[0009]所述的二氧化硅優(yōu)選粒度為過200目-1000目篩后的粉末。
[0010]所述的硅酸鹽優(yōu)選鋁鎂硅酸鹽、鋁硅酸鹽或聚硅酸鹽，最優(yōu)選聚硅酸鹽。
[0011]本發(fā)明還提供制備所述的粉煤灰復(fù)合過濾材料的方法，包括以下步驟:
[0012]I)先將粉煤灰在沉淀池中用清水浸泡，除去表面粉塵，撈出粉煤灰，浙水晾干；
[0013]2)將步驟I)處理過的粉煤灰加入造粒機(jī)中制得粉煤灰顆粒；
[0014]3)向步驟2)得到的粉煤灰顆粒中按所述的比例加入活性白土、二氧化硅和硅酸鹽制備混合顆粒；
[0015]4)將步驟3)得到的混合顆粒分散在水中，水的添加量占總物料質(zhì)量的15%_20%，形成溶液，加入擴(kuò)孔劑，攪拌混合后滴加正硅酸乙酯，反應(yīng)3-5小時，過濾，真空干燥制得初步復(fù)合過濾材料；
[0016]5)將步驟4)得到的初步復(fù)合過濾材料在120_160°C下烘干3_5小時去除水分，然后在200-250°C下焙燒3-4小時，即制得所述的粉煤灰復(fù)合過濾材料。
[0017]步驟4)所述擴(kuò)孔劑優(yōu)選為3，4，5-三甲氧基苯甲酸，加入量為所述的溶液體積的2%。
[0018]步驟4)所述的正硅酸乙酯加入量優(yōu)選為所述的溶液體積的0.5%。
[0019]本發(fā)明還提供所述的粉煤灰復(fù)合過濾材料作為水處理劑在污水凈化中的應(yīng)用。
[0020]本發(fā)明方法所制得的復(fù)合過濾材料中，粉煤灰結(jié)成粒徑小于6毫米的顆粒物，所述的活性白土、二氧化硅和硅酸鹽包裹在粉煤灰的表面并經(jīng)燒結(jié)形成吸附性微孔的瓷化層，因此本發(fā)明所述的粉煤灰復(fù)合過濾材料是一種表面瓷化且具有大量孔隙的材料。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的粉煤灰復(fù)合過濾材料具有以下幾方面有益效果:
[0021]1.本發(fā)明的復(fù)合過濾材料同時具有粉煤灰的吸附性和微孔物的吸附性，并且還具有絮凝性。絮凝性能的活性物質(zhì)固化在微孔中，可以緩慢釋放，使吸附在微孔中的污染物被氧化降解，避免處理污水時過量消耗絮凝劑的缺點(diǎn)，可節(jié)約絮凝劑的消耗量。
[0022]2.本發(fā)明的復(fù)合過濾材料，由粉煤灰、硅酸鹽和活性白土復(fù)合燒制而成，具有三重結(jié)構(gòu)，對污染物質(zhì)同時具有吸附分解的效果，明顯地提高了粉煤灰的污染物處理能力。
[0023]3.本發(fā)明的復(fù)合過濾材料制備的工藝簡單，且不會產(chǎn)生二次污染。
[0024]4.本發(fā)明的復(fù)合過濾處理范圍廣，可綜合處理城市污水；處理效果好，懸浮物去除率在99%以上，產(chǎn)生的絮體少，沉淀快。
【具體實(shí)施方式】
[0025]實(shí)施例1
[0026]將粉煤灰在沉淀池中用清水浸泡，除去表面粉塵，撈出粉煤灰，浙水晾干；
[0027]將處理過的粉煤灰加入造粒機(jī)中制得粉煤灰顆粒，結(jié)成粒徑小于6毫米的顆粒物；
[0028]將各原料按照以下重量混合(千克):
[0029]粉煤灰65、活性白土 10、過200目-500目篩粒度的二氧化硅20、聚硅酸鹽5制備
得到混合顆粒；
[0030]將混合顆粒分散在水中，水的添加量占總物料質(zhì)量的15%，形成溶液，按所述的溶液體積2%的量加入3，4，5-三甲氧基苯甲酸，攪拌混合后滴加溶液體積0.5%的正硅酸乙酯，反應(yīng)4小時，過濾，真空干燥制得初步復(fù)合過濾材料；
[0031]初步復(fù)合過濾材料在120°C下烘干3小時去除水分，然后在250°C下焙燒3小時，即制得所述的粉煤灰復(fù)合過濾材料I。
[0032]實(shí)施例2
[0033]將粉煤灰在沉淀池中用清水浸泡，除去表面粉塵，撈出粉煤灰，浙水晾干；
[0034]將處理過的粉煤灰加入造粒機(jī)中制得粉煤灰顆粒，結(jié)成粒徑小于4毫米的顆粒物；
[0035]將各原料按照以下重量混合(千克):
[0036]粉煤灰72、活性白土 8、過500-800目篩粒度的二氧化硅15、鋁硅酸鹽5制備得到混合顆粒
[0037]將混合顆粒分散在水中，水的添加量占總物料質(zhì)量的20%,形成溶液，按所述的溶液體積2%的量加入3，4，5-三甲氧基苯甲酸，攪拌混合后滴加溶液體積0.5%的正硅酸乙酯，反應(yīng)4小時，過濾，真空干燥制得初步復(fù)合過濾材料；
[0038]初步復(fù)合過濾材料在160°C下烘干4小時去除水分，然后在200°C下焙燒4小時，即制得所述的粉煤灰復(fù)合過濾材料2。
[0039]實(shí)施例3
[0040]將粉煤灰在沉淀池中用清水浸泡，除去表面粉塵，撈出粉煤灰，浙水晾干；
[0041]將處理過的粉煤灰加入造粒機(jī)中制得粉煤灰顆粒，結(jié)成粒徑小于4毫米的顆粒物；
[0042]將各原料按照以下重量混合(千克):
[0043]粉煤灰70、活性白土 12、過800-1000目篩粒度的二氧化硅13、聚硅酸鹽5制備得
到混合顆粒
[0044]將混合顆粒分散在水中，水的添加量占總物料質(zhì)量的20%,形成溶液，按所述的溶液體積2%的量加入3，4，5-三甲氧基苯甲酸，攪拌混合后滴加溶液體積0.5%的正硅酸乙酯，反應(yīng)5小時，過濾，真空干燥制得初步復(fù)合過濾材料；
[0045]初步復(fù)合過濾材料在140°C下烘干5小時去除水分，然后在220°C下焙燒4小時，即制得所述的粉煤灰復(fù)合過濾材料3。
[0046]實(shí)驗(yàn)例
[0047]1.混凝土攪拌站設(shè)備洗刷水回用處理。將攪拌車洗刷用水用骨料分離機(jī)分離砂石后，引入水槽，加入處理水量2-3%的實(shí)施例1的復(fù)合水處理劑。由于復(fù)合材料的吸附和絮凝作用，漿水很快沉積絮凝，使得水和泥漿的分離變得簡易?；厥盏南此⑺|(zhì)檢驗(yàn)符合混凝土用水標(biāo)準(zhǔn)，檢測結(jié)果見表1:
[0048]表1
[0049]
【權(quán)利要求】
1.一種粉煤灰復(fù)合過濾材料，其特征在于:它是由粒徑120-160目的粉煤灰、活性白土、二氧化硅和硅酸鹽混合制備而成。
2.權(quán)利要求1所述的粉煤灰復(fù)合過濾材料，其特征在于:各原料組分按重量份計(jì)為:粉煤灰60-80份,活性白土 5-15份,二氧化娃5-20份,娃酸鹽5份。
3.權(quán)利要求1所述的粉煤灰復(fù)合過濾材料，其特征在于:各原料組分按重量份計(jì)為:粉煤灰65-75份,活性白土 10-15份,二氧化娃5-15份,娃酸鹽5份。
4.權(quán)利要求1所述的粉煤灰復(fù)合過濾材料，其特征在于:各原料組分按重量份計(jì)為:粉煤灰72份，活性白土 10份，二氧化硅13份，硅酸鹽5份。
5.權(quán)利要求1所述的粉煤灰復(fù)合過濾材料，其特征在于:所述的二氧化硅是粒度為過200目-1000目篩后的粉末。
6.權(quán)利要求1所述的粉煤灰復(fù)合過濾材料，其特征在于:所述的硅酸鹽為鋁鎂硅酸鹽、鋁硅酸鹽或聚硅酸鹽；優(yōu)選聚硅酸鹽。
7.制備權(quán)利要求1所述的粉煤灰復(fù)合過濾材料的方法，包括以下步驟: 1)先將粉煤灰在沉淀池中用清水浸泡，除去表面粉塵，撈出粉煤灰，浙水晾干； 2)將步驟I)處理過的粉煤灰加入造粒機(jī)中制得粉煤灰顆粒； 3)向步驟2)得到的粉煤灰顆粒中按所述的比例加入活性白土、二氧化硅和硅酸鹽制備混合顆粒； 4)將步驟3)得到的混合顆粒分散在水中，水的添加量占總物料質(zhì)量的15%-20%，形成溶液，加入擴(kuò)孔劑，攪拌混合后滴加正硅酸乙酯，反應(yīng)3-5小時，過濾，真空干燥制得初步復(fù)合過濾材料； 5)將步驟4)得到的初步復(fù)合過濾材料在120-160°C下烘干3-5小時去除水分，然后在200-250°C下焙燒3-4小時，即制得所述的粉煤灰復(fù)合過濾材料。
8.權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于:步驟4)所述擴(kuò)孔劑為3，4，5-三甲氧基苯甲酸，加入量為所述的溶液體積的2%。
9.權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于:步驟4)所述的正硅酸乙酯加入量為所述的溶液體積的0.5%。
10.權(quán)利要求1所述的粉煤灰復(fù)合過濾材料作為水處理劑在污水凈化中的應(yīng)用。
【文檔編號】B01J20/12GK103801259SQ201410029547
【公開日】2014年5月21日 申請日期:2014年1月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月22日
【發(fā)明者】葛海卿, 尚百雨, 馬雪英, 李建勇, 程東惠 申請人:北京奧潤開元環(huán)?？萍佳芯吭河邢薰?br>