一種腐植酸改性蒙脫石的制備系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種腐植酸改性蒙脫石的制備系統(tǒng)由酸活化蒙脫石系統(tǒng)和腐植酸改性蒙脫石系統(tǒng)組成，所述的酸活化蒙脫石系統(tǒng)主要由反應(yīng)釜、卸料閥、儲液槽、泵和壓濾機組成；腐植酸改性蒙脫石系統(tǒng)主要由反應(yīng)釜、卸料閥、儲液槽、壓濾機、泵及滾筒干燥機組成。所述的酸活化蒙脫石系統(tǒng)和腐植酸改性蒙脫石系統(tǒng)中反應(yīng)酸液／堿液、洗脫液分別循環(huán)使用，環(huán)保減耗；本制備系統(tǒng)，先用酸活化蒙脫石，再用腐植酸改性酸活化后的蒙脫石，高效制備腐植酸改性蒙脫石，廢水回用，節(jié)能減排，屬循環(huán)經(jīng)濟的腐植酸改性蒙脫石制備系統(tǒng)。
【專利說明】一種腐植酸改性蒙脫石的制備系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種腐植酸改性蒙脫石的制備系統(tǒng)，屬于環(huán)境【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002]重金屬污染具有隱蔽性、長期性和不可逆性，并且重金屬不易降解；土壤中的重金屬容易在植物體內(nèi)富集，通過食物鏈危害人類健康。
[0003]對污染土壤中的重金屬進行鈍化處理是降低重金屬危害的有效措施之一，該措施能明顯降低植物體內(nèi)重金屬的積累和有效提高土壤的利用率。針對土壤重金屬污染修復(fù)的礦物改良劑大多為天然或人工合成的高嶺石、蒙脫石、凹凸棒石和沸石等，但他們的吸附容量有限，并且容易解吸。通過對礦物改良劑進行改性，可以大大提高其對重金屬的處理能力，如對蒙脫石進行酸改性，再將含有巰基活性基團的化合物接入酸改性蒙脫石，可以大大提高蒙脫石對土壤重金屬的鈍化效果；在堿性條件下，用胡敏酸改性蒙脫石，改性后的蒙脫石對含有重金屬鎘的廢水有很好的除去效果。但巰基改性蒙脫石實際生產(chǎn)成本相對較高，生產(chǎn)過程中還會帶來一定的環(huán)境污染問題；胡敏酸改性蒙脫石，也僅處于實驗室研究階段。
[0004]礦物改良劑中的鈉基蒙脫石已經(jīng)被證實對土壤中鎘等重金屬有相對較高的吸附容量，但自然界中大量存在的蒙脫石主要為鈣基蒙脫石，其陽離子交換性能和比表面積的明顯差于鈉基蒙脫石，在重金屬污染土壤中，鈣基蒙脫石對鎘等重金屬的吸附能力甚至小于土壤對重金屬的吸附能力，所以在實際應(yīng)用中，常常需要將鈣基蒙脫石改性以增加其對重金屬的吸附性能?；诿擅撌怯?個S1-O四面體中間夾I個Al-O八面體構(gòu)成的層狀含水鋁硅酸鹽結(jié)構(gòu)，類質(zhì)同象置換現(xiàn)象導(dǎo)致其晶層間存在著永久性的負電荷，其層間域被無機水合陽離子和水分子填充，所以通過對蒙脫石進行酸改性，可以充分的將蒙脫石層間的陽離子溶出，增大其內(nèi)表面積和層間距。同時腐植酸分子帶負電荷，其富含多種活性基團，對重金屬有顯著絡(luò)合吸附作用。以腐植酸改性酸活化的蒙脫石，二者通過氫鍵、表面配位、離子交換和陽離子橋鍵等作用形成復(fù)合物，從而大幅度提高蒙脫石對土壤重金屬的吸附性能。在實際生產(chǎn)過程中，僅有酸改性蒙脫石生產(chǎn)系統(tǒng)，通過無機酸對蒙脫石進行改性，提高蒙脫石的活性，可用于廢水處理的絮凝劑，但該生產(chǎn)系統(tǒng)在生產(chǎn)過程會排放大量的廢水，帶來環(huán)境污染問題；腐植酸直接改性蒙脫石目前處于實驗室制備階段，主要用于處理含有重金屬的廢水，對于土壤重金屬鈍化劑腐植酸改性酸活化后的蒙脫石復(fù)合物，尚無一體化制備系統(tǒng)。
實用新型內(nèi)容
[0005]本實用新型提供一種腐植酸改性蒙脫石的制備系統(tǒng)，用來一體化制備吸附土壤重金屬的腐植酸改性蒙脫石復(fù)合物；在生產(chǎn)過程中，所使用的酸液、堿液及洗滌水能夠循環(huán)使用；同時，通過對酸改性蒙脫石的酸液濃縮、結(jié)晶可得到工業(yè)副產(chǎn)品硫酸鋁，提高生產(chǎn)系統(tǒng)附加值。
[0006]本實用新型由兩部分組成:酸活化蒙脫石系統(tǒng)和腐植酸改性蒙脫石系統(tǒng)。硫酸溶液儲存于儲液槽II (11)中，離心泵111(7)位于儲液槽II (11)側(cè)面，離心泵III (7)的進液管道連通儲液槽II(Il)的下部，離心泵111(7)的出液管道連接酸活化反應(yīng)釜(2)，通過離心泵111(7)將酸液注入酸活化反應(yīng)釜(2)，開啟攪拌，蒙脫石通過加料口 I(I)投料，蒙脫石與硫酸反應(yīng)完畢后打開位于酸活化反應(yīng)釜(2)下方的卸料閥I (3)，酸活化料液即通過管道輸送至下方的儲液槽I (4)，離心泵I (5)設(shè)置于儲液槽I (4)側(cè)面，離心泵I (5)的進料管道連通儲液槽I (4)的下部，離心泵1(5)的出料管道連接壓濾機I (8)，壓濾機1(8)對酸活化后的蒙脫石和反應(yīng)后的酸液進行分離，濾液通過卸料閥11(9)所在管道輸送至儲液槽II (11)，該濾液可以循環(huán)使用；酸活化蒙脫石料液壓濾完成后，關(guān)閉卸料閥II (9)，打開卸料閥III (10)，離心泵II (6)位于儲水槽I (12)側(cè)面，離心泵II (6)的進料管道連通儲水槽I (12)的下部，離心泵II (6)的出料管道連接壓濾機I (8)，通過離心泵11(6)將儲水槽1(12)中的水輸送至壓濾機I (8)，對酸活化的蒙脫石進行洗滌，洗滌液由卸料閥III (10)再返回至儲水槽I (12)，使洗滌水回用；經(jīng)過幾次洗滌，所得濾餅即為酸活化蒙脫石。
[0007]腐殖酸改性蒙脫石的反應(yīng)在腐殖酸改性反應(yīng)釜(14)內(nèi)進行，首先通過離心泵VI (19)將儲液槽IV(23)中的堿液經(jīng)過管道輸送至腐殖酸改性反應(yīng)釜(14)，開啟攪拌，從加料口 11(13)投入酸活化蒙脫石濾餅和腐植酸顆粒，反應(yīng)完畢后，打開卸料閥IV(15)，料液即通過管道輸送至下方的儲液槽III (16)，離心泵IV(17)設(shè)置于儲液槽111(16)側(cè)面，離心泵IV(17)的進料管道連通儲液槽III (16)的下部，離心泵IV(17)的出料管道連接壓濾機II (20)，壓濾機II (20)對料液進行固液分離，濾液通過裝有卸料閥V (21)的管道輸送至儲液槽IV (23)，壓濾完成后，關(guān)閉卸料閥V(21)，打開卸料閥VI (22)，離心泵V (18)位于儲水槽II (24)側(cè)面，離心泵V(18)的進料管道連通儲水槽11(24)的下部，離心泵V(18)的出料管道連接壓濾機11(20)，通過離心泵V(IS)將儲水槽11(24)中的水輸送至壓濾機
II(20)，對腐植酸改性蒙脫石進行洗滌，洗滌液通過裝有卸料閥VI (22)的管道再返回至儲水槽II (24)，從而使洗滌水循環(huán)利用；濾餅洗滌完畢后，取出濾餅，送至滾筒干燥機(26)干燥，干燥完成即得到腐植酸改性蒙脫石復(fù)合物；堿液和洗滌水均可以循環(huán)使用。
[0008]本實用新型的有益效果:
[0009]采用本實用新型所得腐植酸改性蒙脫石產(chǎn)品是進行重金屬污染治理的優(yōu)良鈍化齊U，治理效果顯著。
[0010]所述的酸活化蒙脫石系統(tǒng)和腐植酸改性蒙脫石系統(tǒng)中反應(yīng)酸液/堿液、濾餅洗滌液分別循環(huán)使用，節(jié)約用水，減少廢水帶來的環(huán)境污染問題。
[0011]所述的酸液回用，主要成分為硅鋁酸鹽的蒙脫石，經(jīng)過酸液浸泡，有大量硫酸鋁生成，多次回用的酸液可通過濃縮、結(jié)晶得到工業(yè)副產(chǎn)品硫酸鋁。
[0012]

【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1:酸活化蒙脫石系統(tǒng)示意圖；圖2:腐植酸改性蒙脫石的制備系統(tǒng)示意圖。
[0014]圖中:加料口 I (I)、酸活化反應(yīng)釜(2)、卸料閥I (3)、儲液槽I (4)、離心泵I (5)、離心泵II (6)、離心泵III (7)、壓濾機I⑶、卸料閥II (9)、卸料閥III (10)、儲液槽II (11)、儲水槽I (12)、加料口 II (13)、腐殖酸改性反應(yīng)釜(14)、卸料閥IV(15)、儲液槽III (16)、離心泵1￥(17)、離心泵￥(18)、離心泵￥1(19)、壓濾機II (20)、卸料閥V(21)、卸料閥VI (22)、儲液槽IV(23)、儲水槽II (24)、干燥機入料口(25)、干燥機筒體(26)、干燥機出料口(27)。
[0015]【具體實施方式】
[0016]本實用新型提供一種腐植酸改性蒙脫石的制備系統(tǒng)，下面結(jié)合附圖對本實用新型做進一步的說明。
[0017]所述的酸活化蒙脫石反應(yīng)釜選用帶有蒸汽加熱的容積為1000L的哈氏合金反應(yīng)釜；所述的腐植酸改性蒙脫石反應(yīng)選用帶有蒸汽加熱的容積為1000L的普通搪瓷反應(yīng)釜。
[0018]酸活化蒙脫石生產(chǎn)過程:通過離心泵111(7)將750L濃度為15_30%的硫酸注入酸活化反應(yīng)釜(2)，開啟攪拌，攪拌轉(zhuǎn)速80r/min，然后將150kg粒度為120-200目的蒙脫石由加料口 I(I)投入酸活化反應(yīng)釜(2)中，打開蒸汽閥升溫至60-90°C，反應(yīng)4-5h，反應(yīng)完畢后打開卸料閥I (3)，所得酸活化料液儲存在儲液槽I (4)中，通過離心泵I (5)，將料液輸送至壓濾機I (8)，使酸活化后的蒙脫石與反應(yīng)后的酸液分離，濾液收集到儲液槽II (11)；壓濾完成后，關(guān)閉卸料閥II (9)，打開卸料閥III (10)，用離心泵II (6)將儲水槽I (12)中的水輸送至壓濾機I (8)，對酸活化的蒙脫石進行洗滌，洗滌液由卸料閥III(1)再返回至儲水槽I (12)，使洗滌水回用，經(jīng)過4次洗滌，制得酸活化蒙脫石濾餅。
[0019]儲存在儲液槽II(Il)中多次回用的酸液，通過濃縮、結(jié)晶得到工業(yè)副產(chǎn)品硫酸招。
[0020]腐植酸改性蒙脫石生產(chǎn)過程:首先通過離心泵VI (19)將儲液槽IV(23)中的10-20%的氫氧化鈉溶液注入反應(yīng)釜內(nèi)，開啟攪拌，從加料口 11(13)投入酸活化蒙脫石濾餅、腐植酸顆粒，升溫至60-80°C，反應(yīng)4-6h，反應(yīng)完畢；打開卸料閥IV (15)，料液收集于儲液槽III (16)中，由離心泵IV (17)將反應(yīng)物輸送至壓濾機II (20)，使固液分離，濾液通過卸料閥V(21)到達儲液槽IV(23)，壓濾完成后，關(guān)閉卸料閥V(21)，打開卸料閥VI (22)，同時用離心泵V(18)將儲水槽II (24)中的水輸送至壓濾機II (20)，將濾餅洗滌，洗滌液由卸料閥VI (22)再返回至儲水槽II (24)，從而使洗滌水循環(huán)利用；洗滌濾餅3次，完畢后，取出濾餅，由滾筒干燥機(26)于不高于80°C下干燥，即得腐植酸改性蒙脫石復(fù)合物。
【權(quán)利要求】
1.一種腐植酸改性蒙脫石的制備系統(tǒng)，其特征在于:制備系統(tǒng)包括酸活化蒙脫石系統(tǒng)和腐植酸改性蒙脫石系統(tǒng)；酸活化蒙脫石系統(tǒng)由加料口 1(1)、酸活化反應(yīng)釜(2)、卸料閥I(3)、儲液槽I (4)、離心泵I (5)、離心泵II (6)、離心泵III (7)、壓濾機I (8)、卸料閥11(9),卸料閥111(10)、儲液槽II(Il)及儲水槽1(12)組成，在酸活化反應(yīng)釜(2)底部設(shè)置卸料閥I (3)和料液輸送管道，料液輸送管道連接儲液槽I (4)，離心泵I (5)設(shè)置于儲液槽I (4)側(cè)面，離心泵I (5)的進料管道連通儲液槽I (4)的下部，離心泵I (5)的出料管道連接壓濾機I (8)，壓濾機I (8)的濾液口分別配有卸料閥II (9)和卸料閥III (10)，卸料閥II (9)和卸料閥III (10)所在管道分別連接儲液槽II (11)及儲水槽I (12)，離心泵II (6)和離心泵111(7)位于儲液槽II(Il)及儲水槽1(12)側(cè)面，離心泵11(6)的進液管道連通儲水槽1(12)的下部，離心泵11(6)的出液管道連接壓濾機I (8)，離心泵111(7)的進液管道連通儲液槽II (11)的下部，離心泵111(7)的出液管道連接酸活化反應(yīng)釜(2);腐植酸改性蒙脫石系統(tǒng)由加料口 II (13)、腐殖酸改性反應(yīng)釜(14)、卸料閥1￥(15)、儲液槽111(16)、離心泵IV (17)、離心泵V (18)、離心泵VI (19)、壓濾機II (20)、卸料閥V (21)、卸料閥VI (22)、儲液槽IV(23)、儲水槽II (24)、干燥機入料口(25)、干燥機筒體(26)和干燥機出料口 (27)組成，在腐殖酸改性反應(yīng)釜(14)底部設(shè)置卸料閥IV(15)和料液輸送管道，料液輸送管道連接儲液槽III (16)，離心泵IV (17)設(shè)置于儲液槽III (16)側(cè)面，離心泵IV (17)的進料管道連通儲液槽III (16)的下部，離心泵IV (17)的出料管道連接壓濾機II (20)，壓濾機II (20)的濾液口分別配有卸料閥V(21)和卸料閥￥1(22)，卸料閥￥(21)和卸料閥VI (22)所在管道分別連接儲液槽IV (23)及儲水槽II (24)，離心泵V (18)和離心泵VI (19)位于儲液槽IV (23)及儲水槽11(24)側(cè)面，離心泵V(IS)的進液管道連通儲水槽II (24)的下部，離心泵V(IS)的出液管道連接壓濾機II (20)，離心泵VI (19)的進液管道連通儲液槽IV (23)的下部，離心泵VI (19)的出液管道連接腐殖酸改性反應(yīng)釜(14)，壓濾機II (20)產(chǎn)生的濾餅由干燥機入料口(25)輸入，從干燥機出料口(27)即得干燥腐植酸改性蒙脫石成品。
【文檔編號】B01J20/30GK203944390SQ201420017780
【公開日】2014年11月19日 申請日期:2014年1月13日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月13日
【發(fā)明者】龔宇陽, 李東明, 龔永歡, 穆成華 申請人:中環(huán)循(北京)環(huán)境技術(shù)中心