[发明专利]处理印染废水的改性煤矸石吸附剂的制备方法和应用

说明书

本发明涉及一种处理印染废水的改性煤矸石吸附剂的制备方法和应用，属于固体废物资源化利用领域。本发明是将废弃煤矸石粉粹至120目与ZnCl₂按质量比1∶1.8混合，在620℃的缺氧条件下焙烧，再用1.25mol/L的HF溶液酸化回流，1h后冲洗至中性，在105℃下烘干即可获得一种处理印染废水的改性煤矸石吸附剂。本发明将废弃煤矸石应用于印染废水的处理，制备简便，成本低廉，对印染废水的色度去除率可达92.16%，同时对COD去除率可达57.31%，与其他同种印染废水脱色吸附剂相比处理COD的效率较高。

技术领域

本发明涉及一种基于废弃煤矸石的，可以处理印染废水的改性煤矸石吸附剂，属于固体废物资源化利用领域。

背景技术

在倡导绿色经济的今天，随着社会经济生活生产对煤炭资源需求量的增加，煤矸石积存量也日益增多，这一问题逐渐成为我国资源有效利用以及煤矸石资源化的主要任务。

煤矸石是煤炭生产和加工过程中产生的固体废弃物，每年的排放量相当于当年煤炭产量的10％左右，目前已累计堆存30多亿吨，占地约1.2万公顷，是目前我国排放量最大的工业固体废弃物之一。我国煤炭系统现在每年还要排放出近1亿吨煤矸石。随着国民经济的发展，煤炭需求总量不断增加，煤矸石的产生量还会大幅增加，煤矸石对环境污染已成为我国煤炭行业最为突出的环境问题之一。煤矸石又是一种可供开发和利用的自然资源，必须依靠科技进步对煤矸石进行充分的资源化利用，变废为宝，减少煤矸石对环境所带来的危害。

煤矸石被称为低品味腐殖酸，腐殖酸中含有官能团、桥键，具有优异的吸附、交换、络合性能，对水、土壤、大气中的污染物都具有很好的吸附性。但煤矸石结构致密，高岭石等矿物结晶较好，有序度高，其中的硅氧多面体之间排列紧密，活性较低，此时煤矸石的吸附能力不强。使用酸硫酸、硝酸或盐酸等处理将更容易使煤矸石中的部分可溶性离子例如铝、钙、铁、镁等溶出，从而使其内部和表面形成更多的孔隙，比表面积增加，提高其吸附性能。

发明内容

本发明的目的之一是提供一种充分利用废弃的煤矸石制备新型的吸附剂，该吸附剂针对传统印染废水处理效果差的问题，通过煤矸石中丰富的官能团、桥键的优异的吸附、交换、络合性能，对印染废水中的有色染料进行吸附，同时废水中含有的其他组分如有机物或无机盐类都能与煤矸石发生作用，提高了污水中污染物质的去除率，具有较好的工业应用前景。

本发明的目的之二是提供一种处理印染废水的改性煤矸石吸附剂的制备方法。

本发明的目的之三是提供改性煤矸石在处理印染废水中有色染料的应用。

本发明采用的技术方案是：一种处理印染废水的改性煤矸石吸附剂，将废弃煤矸石粉粹至120目与ZnCl₂按质量比1∶1.8混合，在620℃的缺氧条件下焙烧，再用1.25mol/L的HF溶液酸化回流，1h后冲洗至中性，在105℃下烘干即可获得改性煤矸石吸附剂。一种处理印染废水的改性煤矸石吸附剂，所述的煤矸石中，按重量百分比，含有53～60% SiO₂，20～25% Al₂O₃，4～8%CaO，2～5%MgO，5～10%Fe₂O₃。

一种处理印染废水的改性煤矸石吸附剂的制备方法，包括如下步骤：

1）用蒸馏水冲洗煤矸石2～3次，放入烘箱中，于55℃烘烤24h，粉碎，过120目筛，取筛下物为煤矸石粉；

2）将煤矸石粉末与ZnCl₂按质量比1∶1.8均匀混合，在620℃缺氧条件下焙烧2h，冷却。

3）冷却后将煤矸石粉末与ZnCl₂的混合物用1.25mol/L的HF溶液按照1∶5的固液比酸化回流1h。