[发明专利]一种高效除锰的改性陶粒及其制备方法

说明书

本发明公开了一种高效除锰的改性陶粒，所述改性陶粒由以下用量的原料制成：造纸白泥40‑60wt％、粉煤灰40‑60wt％、高岭土0‑10wt％。还公开了一种高效除锰的改性陶粒制备方法，包括如下步骤：(1)以造纸白泥和粉煤灰为主要原料，高岭土为添加剂，按配比混匀后，经离心式成球机制成生球，生球粒径在2‑20mm范围内可控；(2)将步骤(1)制得的生球自然养护20‑24h后，经105℃烘干，最后煅烧获得陶粒；(3)将步骤(2)中的陶粒与NaOH溶液混合进行水热反应，然后过滤并用去离子水反复冲洗陶粒，直至洗液pH值为7左右，最后烘干，得到最终改性陶粒。本发明制备的改性陶粒，在吸附除锰时，速率快，吸附容量大，效果显著。

技术领域

本发明属于材料制备和环境工程水处理的技术领域，具体涉及一种高效除锰的改性陶粒及其制备方法。

背景技术

随着我国社会经济发展和城市人口增加，水污染问题变得日益突出。传统的重金属污水处理方式虽有很多，但其缺点所带来的危害已经日渐凸显。因此，寻找一种经济有效的方式来处理污水中重金属离子，已经迫在眉睫。

造纸白泥是造纸企业碱回收工艺中产生的副产物。以木浆为原料产生的造纸白坭质量高，基本可以实现工艺内的循环利用；而以草浆为原料产生的造纸白泥就存在硅干扰等问题无法回收利用。粉煤灰是一种火电厂的工业废物，以现在的堆放处置方式，不仅占地，而且会污染环境。如果利用造纸白泥和粉煤灰作为原料来进行陶粒的烧制并用于污水处理中，不仅能减少过量的固废堆积对环境造成的影响，而且能使得我国目前来说相对短缺的水资源情况得到好转，从而达到以废治废的效果。

陶粒作为一种水处理材料，受到人们的广泛关注。陶粒大多用作曝气生物滤池中的微生物载体，对废水中的氨氮、BOD等具有突出的去除能力。但陶粒的孔结构较大，比表面积低，吸附能力很弱，对水中重金属离子等污染物的去除能力较差，限制了它的广泛应用。随着废水排放标准的日趋严格、水资源回收利用的日益迫切，开发廉价、高性能、多功能陶粒滤料具有重要意义。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种高效除锰的改性陶粒及其制备方法，改性陶粒原料为造纸厂和燃煤电厂的固体废弃物，制备过程简单、改性除锰快速且高效。

为解决上述技术问题，本发明的实施例提供一种高效除锰的改性陶粒，改性陶粒主要原料为造纸白泥和粉煤灰，添加剂为高岭土，其中，造纸白泥40-60wt％，粉煤灰40-60wt％，高岭土0-10wt％。

本发明还提供一种如权利要求1所述的高效除锰的改性陶粒的制备方法，包括如下步骤：

(1)将原料按配比混匀后，经离心式成球机制成生球，生球粒径在2-20mm范围内可控；

(2)将步骤(1)制得的生球自然养护20-24h后，经105℃烘干，最后煅烧获得陶粒；

(3)将步骤(2)中的陶粒与NaOH溶液混合进行水热反应，然后过滤并用去离子水反复冲洗陶粒，直至洗液pH值为7左右，最后烘干，得到最终改性陶粒。

其中，步骤(1)中，主要原料为造纸白泥和粉煤灰，添加剂为高岭土，其中，造纸白泥40-60wt％，粉煤灰40-60wt％，高岭土0-10wt％。

其中，步骤(2)中，煅烧温度为1000-1200℃，保温时间为0-2h。

其中，步骤(2)中，获得的陶粒以钙长石和钙铝黄长石为主要矿物相。

其中，步骤(3)中，NaOH溶液浓度为2-4mol/L，固液比1：20-30(固体单位g，液体单位mL)。

其中，步骤(3)中，陶粒与NaOH溶液进行水热反应时，烘箱温度100-160℃，保温时间8-12h。

本发明的上述技术方案的有益效果如下：