[发明专利]一种低重金属含量的煤质活性炭的制备方法

说明书

本发明提供了一种低重金属含量的煤质活性炭的制备方法，将第一煤种和第二煤种分别依次进行去石、浮选，得到第一煤种浮煤和第二煤种浮煤；第一煤种的灰分4～6wt.％，挥发分的含量为31～36wt.％，且粘结指数为0.8～2.6；第二煤种的灰分2.5～5wt.％，挥发分的含量为27～30wt.％，且粘结指数≤1；第一煤种和第二煤种浮选所用重液的密度独立地为1.35～1.45g·cm^‑3；将第一煤种浮煤和第二煤种浮煤混合后依次进行磨粉、压块、炭化和活化，得到活化料；将活化料依次进行破碎、洗涤，得到低重金属含量的煤质活性炭；所述洗涤依次包括碱洗、水洗、酸洗和水蒸汽加热洗涤。该制备方法可显著降低煤质活性炭的重金属含量。

技术领域

本发明涉及固体吸附材料技术领域，具体涉及一种低重金属含量的煤质活性炭的制备方法。

背景技术

近年来，随着人们对环境保护意识的提高和认识的深入，活性炭被广泛应用于气相吸附、液相吸附、溶剂回收、精制脱色及食品制药等领域，对活性炭中重金属元素含量的要求也愈来愈严格。以净水用活性炭为例，CJ343-2010污水排入城镇下水道水质标准规定重金属含量为Pb小于1ppm、Cr小于1.5ppm、Hg小于0.02ppm、镉Cd小于0.1ppm，则净水用活性炭中重金属的含量需要降至更低。

煤质活性炭是活性炭的主要来源之一，然而原料煤中含有重金属元素铅Pb、铬Cr、汞Hg、砷As、镉Cd、六价铬Cr⁶⁺等，重金属元素在煤中主要以粘土矿物结合态、有机结合态和硫化物结合态存在，其次为水溶态和可交换态、铁锰氧化物结合态和碳酸盐结合态。重金属元素在煤中含量都是痕量的，根据地域和时期的不同，煤的重金属含量也不相同，大致范围为：铅含量为3～200ppm、铬含量为17.02～33.09ppm、汞含量为0.41～2.56ppm、镉含量为0.73～2.79ppm。在煤质活性炭生产过程中，煤的转化利用过程中重金属元素及其化合物除一小部分挥发外，大部分会富集在活性炭内，使得煤质活性炭中的重金属含量较高，铅含量为88～113ppm、铬含量为21.2～29.8ppm、汞含量为1.08～2.01ppm、镉含量为1.01～2.18ppm，限制了其应用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种低重金属含量的煤质活性炭的制备方法，采用本发明所提供的制备方法能够显著降低煤质活性炭中的汞、镉、铬、铅重金属含量，得到高品质煤质活性炭。

本发明提供了一种低重金属含量的煤质活性炭的制备方法，包括以下步骤：

(1)将第一煤种和第二煤种分别依次进行去石、浮选，得到第一煤种浮煤和第二煤种浮煤；第一煤种的灰分4～6wt.％，挥发分的含量为31～36wt.％，且粘结指数为0.8～2.6；第二煤种的灰分2.5～5wt.％，挥发分的含量为27～30wt.％，且粘结指数≤1；第一煤种和第二煤种浮选所用重液的密度独立地为1.35～1.45g·cm^-3；

(2)将所述第一煤种浮煤和第二煤种浮煤混合后依次进行磨粉、压块、炭化和活化，得到活化料；

(3)将所述活化料依次进行破碎、洗涤，得到低重金属含量的煤质活性炭；所述洗涤依次包括碱洗、水洗、酸洗和水蒸汽加热洗涤。

优选的，所述去石后第一煤种和第二煤种的堆比重独立地为1.15～1.5g/cm³。

优选的，所述步骤(2)中混合时第一煤种浮煤和第二煤种浮煤的质量比为1.5～9:1。

优选的，所述碱洗采用的洗液为碱的质量浓度为5～20％的碱液；所述碱包括质量比为1.75～2.25:1的氢氧化钠和碳酸钠或质量比为1.25～1.5:1的氢氧化钠和磷酸三钠。

优选的，所述碱洗的温度为20～60℃，所述碱洗的时间为6～12h。

优选的，所述碱洗的温度为35～45℃。