[发明专利]一种固硫渣复合成型活性炭及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及活性炭的制备技术领域，尤其涉及一种固硫渣复合成型活性炭及其制备方法。

背景技术

与粉末活性炭相比，成型活性炭结构紧密，具有特定的形状、较高的堆积密度与强度。其密度大，单位体积表面积远高于粉末活性炭，在储藏运输过程中更具优势；其形状易于调变、强度较高、无粉尘污染且容易更换再生，更易于满足不同行业的多种用途。

在生活应用方面，成型活性炭已经成为净水机中过滤芯的主要材料，也己经出现活性炭杯子、汤匙等产品，利用活性炭良好的吸附性，有效净化饮用水。成型活性炭在空气净化方面也大有所为，它有“捕捉”各种有毒有害气体、杂质、臭味、吸附毒气的功能。随着居室污染的增加,健康已经成为都市人最关心的问题,因此活性炭受到不少人的青睐。在工业应用方面，成型活性炭除了具备传统炭材料所具有的导热和导电性能优良、抗化学腐蚀性能好、热膨胀系数小等优点，其更加发达的孔隙结构和比表面积、更高的单位体积能量密度和吸附量，使其在传统的活性炭应用领域拥有更广阔的发展空间。

成型活性炭常见的制备工艺有直接使用碳质前驱体，经过炭化、活化制备和以粉末活性炭为原料，添加胶结剂制备。其中，后一种制备工艺所采用的胶结剂可分为有机胶结剂和无机胶结剂两类。由于粉末活性炭拥有发达的孔隙结构，添加粘结剂成型的过程会堵塞、破坏其孔隙结构，所以必须尽量减少胶结剂的用量和减低其成型的压力，才能提高成型活性炭的比表面积。但若胶结剂太少或粘结力不强，又可能导致成型活性炭强度低，而影响其使用。因此，在活性炭成型过程中，其比表面积和机械强度是一对矛盾，要同时提高其吸附性能和机械强度是比较困难的。因而必须找到合适的胶结剂及最佳配方，使成型活性炭有良好吸附性能的同时具有一定的机械强度。此外，为得到高的比表面积和强度，很多成型活性炭制备的过程都需要加温烧制，其不但浪费能源还使制备过程变得繁琐。

发明内容

本发明的目的在于提供一种在保持较高机械强度的同时具有较高吸附能力的固硫渣复合成型活性炭及其制备方法，该方法不需加热、制备过程简单。

本发明的技术方案如下：

一种固硫渣复合成型活性炭，其特征在于，所述固硫渣复合成型活性炭的抗压强度1.5～2.5Mpa，比表面积为440～550㎡/g。

上述固硫渣复合成型活性炭的制备方法，其特征在于，它包括以下步骤：

1）按照粉末活性炭：固硫渣的质量比为1:4～3:2选取粉末活性炭和固硫渣；

2）将固硫渣和粉末活性炭混合，然后加入固硫渣和粉末活性炭总质量的60%的水，进行搅拌；

3）将搅拌后的样品依次入模、成型保压、脱模及养护，即得到固硫渣复合成型活性炭。

上述方案中，在步骤1）之前，将固硫渣进行研磨筛分。

上述方案中，所述研磨时间为30分钟。

上述方案中，所述筛分步骤是将研磨后的固硫渣过200目筛进行筛选，控制筛余为8%。

上述方案中，所述固硫渣复合成型活性炭的抗压强度1.5～2.5Mpa，比表面积为440～550㎡/g。

上述方案中，所述固硫渣中主要化合物组成是：SiO₂ 15-20wt%，Al₂O₃ 15-20wt%，CaO 42-49wt%，SO₃ 6-9wt%。

上述方案中，所述粉末活性炭的比表面积为800㎡/g。

上述方案中，所述步骤3）中的搅拌时间为20～30min。

上述方案中，所述步骤3）中的养护是在真空度-0.06Mpa环境下养护2小时。

该方法是以固硫渣作为结合剂，利用其水化产物的胶凝性能，将粉末状活性炭胶结成型为不同形状，不需加热，制备成具有一定强度并有较高吸附能力的固硫渣复合成型活性炭，其可用于制作具有室内空气净化功能的装饰品，也可用于制备具有室内空气净化功能的墙面材料。

本发明的有益效果为：本专利采取免烧方法，以普通粉末活性炭为原料，用一种燃煤脱硫过程中所得到的固硫渣作为复合结合剂，制备得到固硫渣复合成型活性炭，在实现固硫渣的资源化利用、变废为宝的同时，解决活性炭强度低、使用寿命短、回收困难等问题。

具体实施方式

为了更好的理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。