技术领域
[0001] 本
发明涉及一种高效吸附剂,属于环保技术领域。
背景技术
[0002] 吸附剂是能有效地从气体或液体中吸附其中某些成分的固体物质。吸附剂一般有以下特点:大的比表面、适宜的孔结构及表面结构;对吸附质有强烈的吸附能
力;一般不与吸附质和介质发生化学反应;制造方便,容易再生;有良好的机械强度等。吸附剂可按孔径大小、颗粒形状、化学成分、表面极性等分类,如粗孔和细孔吸附剂,粉状、粒状、条状吸附剂,
碳质和
氧化物吸附剂,极性和非极性吸附剂等。
[0003] 吸附剂广泛应用于污
水处理,但是现在的吸附剂往往选择性强,应用范围窄等缺点。
发明内容
[0004] 有鉴于此,本发明提供了一种高效吸附剂,应用范围广,且能够对重金属、
氨氮和磷有很好的吸附处理效果。
[0005] 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:
[0006] 一种高效吸附剂,其包括以下
质量份数的组分:
[0007]
[0008] 吸附剂为
核壳结构,氧化
铝、
二氧化硅、二氧化
钛、四氧化三
铁、四氧化三锰和
氧化钙均为
纳米级,
硅藻土的松装
密度为0.25-0.35g/mL,硅藻土的粒径为15-20微米,其
比表面积为50-60m2/g。
[0009] 将
硫酸铝铵、硫酸钛、硫酸亚铁和硫酸锰混合溶解得到混合溶液,然后搅拌下加入碳酸铵和
氨水,控制溶液的pH为9.5-10.5,反应
温度为35-45℃,碳酸铵与混合溶液中铝、钛、亚铁和锰的总摩尔数之比为2-3:1,反应完毕,经过洗涤后烘干,然后过80-100目筛,然后将烘干物料加入到
硅酸钠溶液中,进行浆化,浆化完毕,加入
氯化钙溶液,在温度为35-45℃反应1-2小时后,通入二氧化碳至溶液的pH为6.8-7.1,然后继续反应30-50min后,加入木屑,然后搅拌均匀,过滤并洗涤,然后将洗涤后的物料烘干至水分含量为2-5%,取出放入
焙烧炉内进行焙烧,焙烧温度为450-550℃,焙烧过程通入氧气和氮气的混合气体,混合气体中氧气占的体积比为5-10%,焙烧时间为4-5小时,然后取出,经过气流
破碎,然后在混料机内混合硅藻土后,在1.5-2Mpa压力下
压制成型。
[0010] 所述木屑过15-20目筛。
[0011] 本发明通过不同物质的巧妙搭配和特殊的结构,硅藻土、
活性炭和金属氧化物的核壳颗粒均匀混合,金属氧化物的核壳颗粒包括以
二氧化硅、氧化钙为壳、以氧化铝、二氧化钛、四氧化三铁和四氧化三锰为核,同时采用高压制粒,最终得到的吸附剂可以用于吸附各种重金属元素,同时可以处理含有氨氮、磷和六价铬的
废水,最终得到的吸附剂的指标如下:
[0012]指标 比表面积 压制成粒后的松装密度 孔隙率
数值 120-150m2/g 0.9-0.95g/cm3 75-80%
[0013] 本发明有益效果为:应用范围广,且能够对重金属、氨氮和磷有很好的吸附处理效果。
具体实施方式
[0014] 现在结合
实施例具体对本发明作进一步详细的说明。
[0015] 一种高效吸附剂,其包括以下质量份数的组分:
[0016]
[0017] 吸附剂为核壳结构,氧化铝、二氧化硅、二氧化钛、四氧化三铁、四氧化三锰和氧化钙均为纳米级,硅藻土的松装密度为0.25-0.35g/mL,硅藻土的粒径为15-20微米,其比表面积为50-60m2/g。
[0018] 将硫酸铝铵、硫酸钛、硫酸亚铁和硫酸锰混合溶解得到混合溶液,然后搅拌下加入碳酸铵和氨水,控制溶液的pH为9.5-10.5,反应温度为35-45℃,碳酸铵与混合溶液中铝、钛、亚铁和锰的总摩尔数之比为2-3:1,反应完毕,经过洗涤后烘干,然后过80-100目筛,然后将烘干物料加入到硅酸钠溶液中,进行浆化,浆化完毕,加入氯化钙溶液,在温度为35-45℃反应1-2小时后,通入二氧化碳至溶液的pH为6.8-7.1,然后继续反应30-50min后,加入木屑,然后搅拌均匀,过滤并洗涤,然后将洗涤后的物料烘干至水分含量为2-5%,取出放入焙烧炉内进行焙烧,焙烧温度为450-550℃,焙烧过程通入氧气和氮气的混合气体,混合气体中氧气占的体积比为5-10%,焙烧时间为4-5小时,然后取出,经过气流破碎,然后在混料机内混合硅藻土后,在1.5-2Mpa压力下压制成型。
[0019] 所述木屑过15-20目筛。
[0020] 实施例一
[0021] 一种高效吸附剂,其包括以下质量份数的组分:
[0022]
[0023] 吸附剂为核壳结构,氧化铝、二氧化硅、二氧化钛、四氧化三铁、四氧化三锰和氧化钙均为纳米级,硅藻土的松装密度为0.29g/mL,硅藻土的粒径为18微米,其比表面积为53m2/g。
[0024] 将硫酸铝铵、硫酸钛、硫酸亚铁和硫酸锰混合溶解得到混合溶液,然后搅拌下加入碳酸铵和氨水,控制溶液的pH为9.9,反应温度为39℃,碳酸铵与混合溶液中铝、钛、亚铁和锰的总摩尔数之比为2.5:1,反应完毕,经过洗涤后烘干,然后过90目筛,然后将烘干物料加入到硅酸钠溶液中,进行浆化,浆化完毕,加入氯化钙溶液,在温度为39℃反应1.5小时后,通入二氧化碳至溶液的pH为6.95,然后继续反应45min后,加入木屑,然后搅拌均匀,过滤并洗涤,然后将洗涤后的物料烘干至水分含量为3.5%,取出放入焙烧炉内进行焙烧,焙烧温度为495℃,焙烧过程通入氧气和氮气的混合气体,混合气体中氧气占的体积比为8.5%,焙烧时间为4.3小时,然后取出,经过气流破碎,然后在混料机内混合硅藻土后,在1.8Mpa压力下压制成型。
[0025] 所述木屑过16目筛。
[0026] 最终得到的催化剂检测如下:
[0027]指标 比表面积 压制成粒后的松装密度 孔隙率
数值 135m2/g 0.92g/cm3 76.5%
[0028] 实施例二
[0029] 一种高效吸附剂,其包括以下质量份数的组分:
[0030]
[0031]
[0032] 吸附剂为核壳结构,氧化铝、二氧化硅、二氧化钛、四氧化三铁、四氧化三锰和氧化钙均为纳米级,硅藻土的松装密度为0.29g/mL,硅藻土的粒径为18微米,其比表面积为54m2/g。
[0033] 将硫酸铝铵、硫酸钛、硫酸亚铁和硫酸锰混合溶解得到混合溶液,然后搅拌下加入碳酸铵和氨水,控制溶液的pH为10.2,反应温度为42℃,碳酸铵与混合溶液中铝、钛、亚铁和锰的总摩尔数之比为2.8:1,反应完毕,经过洗涤后烘干,然后过100目筛,然后将烘干物料加入到硅酸钠溶液中,进行浆化,浆化完毕,加入氯化钙溶液,在温度为42℃反应1.7小时后,通入二氧化碳至溶液的pH为7.05,然后继续反应45min后,加入木屑,然后搅拌均匀,过滤并洗涤,然后将洗涤后的物料烘干至水分含量为3.5%,取出放入焙烧炉内进行焙烧,焙烧温度为521℃,焙烧过程通入氧气和氮气的混合气体,混合气体中氧气占的体积比为7.5%,焙烧时间为4.8小时,然后取出,经过气流破碎,然后在混料机内混合硅藻土后,在
1.95Mpa压力下压制成型。
[0034] 所述木屑过18目筛。
[0035] 最终得到的催化剂检测如下:
[0036]指标 比表面积 压制成粒后的松装密度 孔隙率
数值 145m2/g 0.93g/cm3 77%
[0037] 实施例3
[0038] 一种高效吸附剂,其包括以下质量份数的组分:
[0039]
[0040] 吸附剂为核壳结构,氧化铝、二氧化硅、二氧化钛、四氧化三铁、四氧化三锰和氧化钙均为纳米级,硅藻土的松装密度为0.31g/mL,硅藻土的粒径为18微米,其比表面积为2
57m/g。
[0041] 将硫酸铝铵、硫酸钛、硫酸亚铁和硫酸锰混合溶解得到混合溶液,然后搅拌下加入碳酸铵和氨水,控制溶液的pH为10.25,反应温度为38℃,碳酸铵与混合溶液中铝、钛、亚铁和锰的总摩尔数之比为2.8:1,反应完毕,经过洗涤后烘干,然后过90目筛,然后将烘干物料加入到硅酸钠溶液中,进行浆化,浆化完毕,加入氯化钙溶液,在温度为42℃反应1.8小时后,通入二氧化碳至溶液的pH为7.0,然后继续反应45min后,加入木屑,然后搅拌均匀,过滤并洗涤,然后将洗涤后的物料烘干至水分含量为3.5%,取出放入焙烧炉内进行焙烧,焙烧温度为500℃,焙烧过程通入氧气和氮气的混合气体,混合气体中氧气占的体积比为8%,焙烧时间为4.6小时,然后取出,经过气流破碎,然后在混料机内混合硅藻土后,在1.85Mpa压力下压制成型。
[0042] 所述木屑过18目筛。
[0043] 最终得到的催化剂指标如下:
[0044]指标 比表面积 压制成粒后的松装密度 孔隙率
数值 135m2/g 0.91g/cm3 78%
[0045] 将化工合成洗涤的废水采用本实施例1、2和3的吸附剂进行处理,废水组分如下:
[0046]指标 pH Ni Cr6+ NH4+ 总磷
数值 2.0-2.5 15-20ppm 50-60ppm 100-120ppm 25-50ppm
指标 油分 Cd Co
数值 25-50ppm 15-20ppm 15-20ppm
[0047] 将废水加入氢氧化钠调节pH为6.5-7,然后按照每立方米的废水中加入吸附剂1kg、5kg和15kg的本实施例1、2和3的吸附剂进行处理,在常温下搅拌混合20min,然后过滤,得到的排出水的检测数据如下:
[0048] 实施例1的吸附剂加入1kg,结果如下:
[0049]指标 pH Ni Cr6+ NH4+ 总磷
数值 6.8 11.2ppm 21.5ppm 51.2ppm 20.4ppm
指标 油分 Cd Co
数值 5.8ppm 10.5ppm 10.9ppm
[0050] 实施例1的吸附剂加入5kg,结果如下:
[0051]
[0052]
[0053] 实施例1的吸附剂加入15kg,结果如下:
[0054]6+ +
指标 pH Ni Cr NH4 总磷
数值 6.8 0.3ppm 0.25ppm 12.5ppm 5.7ppm
指标 油分 Cd Co
数值 0.8ppm 0.1ppm 0.25ppm
[0055] 实施例2的吸附剂加入1kg,结果如下:
[0056]指标 pH Ni Cr6+ NH4+ 总磷
数值 6.8 10.4ppm 20.8ppm 53.8ppm 18.5ppm
指标 油分 Cd Co
数值 5.1ppm 9.3ppm 8.7ppm
[0057] 实施例2的吸附剂加入5kg,结果如下:
[0058]指标 pH Ni Cr6+ NH4+ 总磷
数值 6.8 1.8ppm 3.7ppm 24.8ppm 9.3ppm
指标 油分 Cd Co
数值 1.0ppm 2.4ppm 2.1ppm
[0059] 实施例2的吸附剂加入15kg,结果如下:
[0060]
[0061]
[0062] 实施例3的吸附剂加入1kg,结果如下:
[0063]指标 pH Ni Cr6+ NH4+ 总磷
数值 6.8 11.2ppm 21.5ppm 51.2ppm 20.4ppm
指标 油分 Cd Co
数值 5.8ppm 10.5ppm 10.9ppm
[0064] 实施例3的吸附剂加入5kg,结果如下:
[0065]指标 pH Ni Cr6+ NH4+ 总磷
数值 6.8 2.1ppm 3.8ppm 25.8ppm 9.7ppm
指标 油分 Cd Co
数值 1.2ppm 2.7ppm 2.9ppm
[0066] 实施例3的吸附剂加入15kg,结果如下:
[0067]指标 pH Ni Cr6+ NH4+ 总磷
数值 6.8 0.3ppm 0.25ppm 12.5ppm 5.7ppm
指标 油分 Cd Co
数值 0.8ppm 0.1ppm 0.25ppm
[0068] 最后说明的是,以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制,尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解,可以对本发明的技术方案进行
修改或者等同替换,而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围,其均应涵盖在本发明的
权利要求范围当中。