[发明专利]一种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后与石灰石和氯化铝混合，焙烧后自然冷却，得到一种改性煤矸石吸附剂。本发明将废弃煤矸石应用于含铅(Ⅱ)废水的处理，制备简便，成本低廉，对废水中的铅(Ⅱ)浓度吸附率可达99.8％，同时对COD去除率可达66.7％。

技术领域

本发明涉及一种改性煤矸石吸附剂的制备方法及应用，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。

含铅废水排放是铅污染的重要原因之一，含铅废水主要来源于冶金、金属加工、机械制造、化学药剂、石油加工、油漆颜料、纺织、电子等行业。国家《污水综合排放标准》(GB8978—2002)中规定排放废水中总铅含量不得高于1.0mg/L。由于铅及其化合物通过各种途径进入人体后，难以通过代谢排出体外，对肾脏、神经系统有很大影响，因此进行含铅废水的处理具有实际意义。

传统处理含铅(Ⅱ)废水的处理方法有：化学沉淀法、离子交换法、生物吸附法、电解法等。传统处理方法有：处理效果不理想、处理成本高、反应周期长、能耗高等缺点。

发明内容

本发明针对传统含铅(Ⅱ)废水处理效果差的问题，提供一种充分利用废弃的煤矸石制备新型的吸附剂，能够有效吸附废水中的铅(Ⅱ)离子，同时还能够去除COD。本发明方法操作简单、生产成本低廉，吸附率高，具有很高的实用价值。

本发明的目的是采用如下技术方案实现的：一种改性煤矸石吸附剂，由煤矸石、石灰石和氯化铝经高温焙烧制得。

一种改性煤矸石吸附剂的制备方法，包括如下步骤：

1)用水冲洗煤矸石2～3次，放入烘箱中，烘干后粉碎，过筛，取筛下物为煤矸石粉；

2)将煤矸石粉、石灰石和氯化铝均匀混合，在缺氧条件下焙烧；

3)自然冷却后得到吸附剂。

优选的，上述的一种改性煤矸石吸附剂的制备方法，按质量比，煤矸石∶石灰石：氯化铝＝1∶1-3：0.1-0.2。

优选的，上述的一种改性煤矸石吸附剂的制备方法，步骤1)中烘干温度为50-70℃，烘干时间为20-30h。

优选的，上述的一种改性煤矸石吸附剂的制备方法，步骤1)煤矸石粉碎后粒径为63-107μm。

优选的，上述的一种改性煤矸石吸附剂的制备方法，步骤2)中焙烧的温度为700-900℃，焙烧的时间为80-100min。

优选的，上述的一种改性煤矸石吸附剂的制备方法，煤矸石粉中，按重量百分比，含有35～45％SiO₂、25～30％Al₂O₃、5～10％CaO、2～5％MgO、5～10％Fe₂O₃，烧失量10～25％。

上述的一种改性煤矸石吸附剂在吸附废水中铅(Ⅱ)离子中的应用。方法如下：将上述的改性煤矸石吸附剂加入到含铅(Ⅱ)离子废水中。