本發(fā)明涉及凹凸棒土加工
技術(shù)領(lǐng)域：
，具體涉及一種凹凸棒土吸附顆粒的制備方法。
背景技術(shù)：
：重金屬離子廢水是當今世界三大水環(huán)境污染方式之一，這些重金屬離子廢水進入環(huán)境后不能被生物降解，在水體中積累到一定限度就會對水體一水生植物一水生動物系統(tǒng)產(chǎn)生嚴重危害，并能通過食物鏈影響到人類自身的健康?，F(xiàn)行的重金屬處理方法主要包括化學(xué)沉淀、溶劑萃取、離子交換、膜分離、活性碳和硅膠吸附等方法，其中化學(xué)沉淀法應(yīng)用最為廣泛，但是對于低濃度廢水，采用化學(xué)沉淀法存在投資大、運行成本高和易產(chǎn)生二次污染的問題。而吸附法因其材料便宜易得、成本低和去除效果好而成為研究重點，國內(nèi)外目前最常用的吸附劑是活性炭，但是活性炭存在著成本高、吸附易于飽和及再生困難的問題，因此尋找活性炭的替代產(chǎn)品已受到本領(lǐng)域的關(guān)注。技術(shù)實現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的是提供一種凹凸棒土吸附顆粒的制備方法，工藝簡單、不產(chǎn)生二次污染，制備的凹凸棒土吸附顆粒具有粒徑大、吸附性能良好和強度高的特點，可用于吸附去除污水溶液中的重金屬離子及其化合物。本發(fā)明提供了如下的技術(shù)方案：一種凹凸棒土吸附顆粒的制備方法，包括如下步驟：（1）、凹凸棒土的提純：研磨凹凸棒土得到粉末狀凹凸棒土，加入蒸餾水，制成懸浮泥漿，然后加入分散劑進行分散處理，分散處理時間為5~12min，棄去下層沉淀，保留上懸濁液進行離心處理，控制轉(zhuǎn)速2000~3000r/min，離心處理時間為20~25min，保留沉淀物，轉(zhuǎn)移至燒杯中備用；（2）、凹凸棒土第一次改性：研磨凹凸棒土，將得到的凹凸棒土粉末加入到堿溶液中，水浴加熱至82~85℃，以900~1000r/min攪拌0.5~1h，過濾，濾渣用去離子水洗滌至中性，烘干，粉碎，過100~150目篩，備用；（3）、凹凸棒土第二次改性：將步驟（2）所得凹凸棒土粉末加入到有機溶劑和蘇氨酸水溶液的混合溶液中，攪拌并加熱，加熱溫度為45~50℃，加熱時間為20~30min，反應(yīng)完成后用蒸餾水洗滌，最后在60～95℃下烘干，研磨過篩，即得改性后的凹凸棒土；（4）、高溫煅燒：將步驟（3）中得到的改性后的凹凸棒土送入煅燒爐，在500~650℃下煅燒1~2h，取出后備用；（5）、功能水劑制備：稱取含有胺基的物質(zhì)溶于水中，攪拌溶解均勻配制功能水劑，功能水劑的質(zhì)量濃度為10%～30%；（6）、表面活性劑溶液制備：取表面活性劑，在50~80℃條件下，將表面活性劑溶于0.95~1l蒸餾水中，得到表面活性劑溶液，所述表面活性劑溶液濃度為0.2～3mol/l（7）、混合：在攪拌條件下，向步驟（6）制備的表面活性劑溶液中加入所述步驟（4）高溫煅燒后的凹凸棒土，每升表面活性劑溶液中加入的煅燒后的凹凸棒土的質(zhì)量為90~100g，得到煅燒后的凹凸棒土與表面活性劑的混合液，再將所得混合液在室溫條件下攪拌2~3h，真空抽濾，得到凹凸棒土濾料，將所述凹凸棒土濾料在90~105℃的條件下干燥1~2h，制得凹凸棒土吸附劑；（8）、造粒造孔：選取造孔劑，取造孔劑和步驟（7）所得的凹凸棒土吸附劑在旋轉(zhuǎn)造粒機中噴水造粒，再將造好的顆粒在可調(diào)旋轉(zhuǎn)干燥爐中干燥成成品，將成品包裝后即得所述凹凸棒土吸附顆粒。優(yōu)選地，所述步驟（1）中分散處理為超聲分散，所述分散劑為六偏磷酸鈉或者焦磷酸鈉。優(yōu)選地，所述步驟（2）中堿溶液與凹凸棒土粉末的質(zhì)量體積比為（1.2~1.5）：1，所述堿溶液為氫氧化鉀溶液或氫氧化鈉溶液，濃度為0.1～2mol/l。優(yōu)選地，所述步驟（3）中的有機溶劑為乙醇、甲醇、丙酮和甲苯中的任意一種。優(yōu)選地，所述步驟（5）中含有胺基的物質(zhì)為己二酰肼或者2~咪唑烷酮或者l~賴氨酸或者尿素中的任一種。優(yōu)選地，所述步驟（6）中的表面活性劑為十六烷基三甲基溴化銨或者十四烷基三甲基溴化銨或者十二烷基三甲基溴化銨或者十二烷基苯磺酸鈉中的任一種。優(yōu)選地，所述步驟（5）中的功能水劑和凹凸棒土的用量質(zhì)量比為1：5～1：15。優(yōu)選地，所述步驟（8）中的造孔劑按重量份計包括活性炭顆粒2~8份、無煙煤2~8份、玉米秸稈1~3份和碳酸氫鈉1~3份。優(yōu)選地，所述步驟（8）中的造孔劑和凹凸棒土的用量質(zhì)量比為1：90～1：100。優(yōu)選地，所述步驟（8）中干燥爐的溫度控制為100~300℃，成品的含水率小于0.3％。本發(fā)明的有益效果：凹凸棒土經(jīng)過改性，層間空隙增加，吸附作用增強，可用于吸附去除污水溶液中的重金屬離子及其化合物，具體如下：（1）、本發(fā)明方法制備的凹凸棒土吸附顆粒對廢水中的zn2+、cu2+、pb2+、cd2+、ni2+、、鉻和錳等離子具有較強的去除效果，去除率均達到95%以上，處理效果良好，具有強大的防再沾污能力，而且具有抗靜電性能；（2）、本發(fā)明方法制備的凹凸棒土吸附顆粒對重金屬污水處理效果良好，性能穩(wěn)定，沉淀效果好，處理成本低：向污水中加入凹凸棒土吸附顆粒后。懸浮物立刻絮凝，快速沉淀，處理后的污水能夠達到排放標準，絮團強度高，疏水性能好；（3）、本發(fā)明制備過程中添加表面活性劑：由于表面活性劑是兩親物質(zhì)，用表面活性劑對凹凸棒土進行處理后，對疏水性的氯代酚有較好的吸附性能；添加的造孔劑用于提高顆粒表面的孔隙率，進一步增強吸附性；（4）、本發(fā)明制備過程中由于凹凸棒土經(jīng)過高溫煅燒，顆粒強度高，比表面積大；使用堿液對凹凸棒土進行改性，對重金屬廢水有優(yōu)異吸附效果；（5）、本發(fā)明中使用的凹凸棒土礦產(chǎn)豐富、成本低廉，本發(fā)明制備方法簡單易行。具體實施方式下面結(jié)合具體實施例，進一步闡述本發(fā)明。這些實施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。實施例1一種凹凸棒土吸附顆粒的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：（1）、凹凸棒土的提純：研磨凹凸棒土得到粉末狀凹凸棒土，加入蒸餾水，制成懸浮泥漿，然后加入分散劑進行分散處理，分散處理時間為5min，棄去下層沉淀，保留上懸濁液進行離心處理，控制轉(zhuǎn)速2000r/min，離心處理時間為20min，保留沉淀物，轉(zhuǎn)移至燒杯中備用；（2）、凹凸棒土第一次改性：研磨凹凸棒土，將得到的凹凸棒土粉末加入到堿溶液中，水浴加熱至82℃，以900r/min攪拌0.5h，過濾，濾渣用去離子水洗滌至中性，烘干，粉碎，過100目篩，備用；（3）、凹凸棒土第二次改性：將步驟（2）所得凹凸棒土粉末加入到有機溶劑和蘇氨酸水溶液的混合溶液中，攪拌并加熱，加熱溫度為45℃，加熱時間為20min，反應(yīng)完成后用蒸餾水洗滌，最后在60℃下烘干，研磨過篩，即得改性后的凹凸棒土；（4）、高溫煅燒：將步驟（3）中得到的改性后的凹凸棒土送入煅燒爐，在500℃下煅燒1h，取出后備用；（5）、功能水劑制備：稱取含有胺基的物質(zhì)溶于水中，攪拌溶解均勻配制功能水劑，功能水劑的質(zhì)量濃度為10%；（6）、表面活性劑溶液制備：取表面活性劑，在50℃條件下，將表面活性劑溶于0.95l蒸餾水中，得到表面活性劑溶液，所述表面活性劑溶液濃度為0.2mol/l（7）、混合：在攪拌條件下，向步驟（6）制備的表面活性劑溶液中加入所述步驟（4）高溫煅燒后的凹凸棒土，每升表面活性劑溶液中加入的煅燒后的凹凸棒土的質(zhì)量為90g，得到煅燒后的凹凸棒土與表面活性劑的混合液，再將所得混合液在室溫條件下攪拌2h，真空抽濾，得到凹凸棒土濾料，將所述凹凸棒土濾料在90℃的條件下干燥1h，制得凹凸棒土吸附劑；（8）、造粒造孔：選取造孔劑，取造孔劑和步驟（7）所得的凹凸棒土吸附劑在旋轉(zhuǎn)造粒機中噴水造粒，再將造好的顆粒在可調(diào)旋轉(zhuǎn)干燥爐中干燥成成品，將成品包裝后即得所述凹凸棒土吸附顆粒。其中，所述步驟（1）中分散處理為超聲分散，所述分散劑為六偏磷酸鈉。其中，所述步驟（2）中堿溶液與凹凸棒土粉末的質(zhì)量體積比為1.2：1，所述堿溶液為氫氧化鉀溶液，濃度為0.1mol/l。其中，所述步驟（3）中的有機溶劑為乙醇。其中，所述步驟（5）中含有胺基的物質(zhì)為己二酰肼。其中，所述步驟（6）中的表面活性劑為十六烷基三甲基溴化銨。其中，所述步驟（5）中的功能水劑和凹凸棒土的用量質(zhì)量比為1：5。其中，所述步驟（8）中的造孔劑按重量份計包括活性炭顆粒2份、無煙煤2份、玉米秸稈1份和碳酸氫鈉1份。其中，所述步驟（8）中的造孔劑和凹凸棒土的用量質(zhì)量比為1：90。其中，所述步驟（8）中干燥爐的溫度控制為100℃，所述成品的含水率為0.2％。實施例2一種凹凸棒土吸附顆粒的制備方法，包括如下步驟：（1）、凹凸棒土的提純：研磨凹凸棒土得到粉末狀凹凸棒土，加入蒸餾水，制成懸浮泥漿，然后加入分散劑進行分散處理，分散處理時間為12min，棄去下層沉淀，保留上懸濁液進行離心處理，控制轉(zhuǎn)速3000r/min，離心處理時間為25min，保留沉淀物，轉(zhuǎn)移至燒杯中備用；（2）、凹凸棒土第一次改性：研磨凹凸棒土，將得到的凹凸棒土粉末加入到堿溶液中，水浴加熱至85℃，以1000r/min攪拌1h，過濾，濾渣用去離子水洗滌至中性，烘干，粉碎，過150目篩，備用；（3）、凹凸棒土第二次改性：將步驟（2）所得凹凸棒土粉末加入到有機溶劑和蘇氨酸水溶液的混合溶液中，攪拌并加熱，加熱溫度為50℃，加熱時間為30min，反應(yīng)完成后用蒸餾水洗滌，最后在95℃下烘干，研磨過篩，即得改性后的凹凸棒土；（4）、高溫煅燒：將步驟（3）中得到的改性后的凹凸棒土送入煅燒爐，在650℃下煅燒2h，取出后備用；（5）、功能水劑制備：稱取含有胺基的物質(zhì)溶于水中，攪拌溶解均勻配制功能水劑，功能水劑的質(zhì)量濃度為30%；（6）、表面活性劑溶液制備：取表面活性劑，在80℃條件下，將表面活性劑溶于1l蒸餾水中，得到表面活性劑溶液，所述表面活性劑溶液濃度為3mol/l（7）、混合：在攪拌條件下，向步驟（6）制備的表面活性劑溶液中加入所述步驟（4）高溫煅燒后的凹凸棒土，每升表面活性劑溶液中加入的煅燒后的凹凸棒土的質(zhì)量為100g，得到煅燒后的凹凸棒土與表面活性劑的混合液，再將所得混合液在室溫條件下攪拌3h，真空抽濾，得到凹凸棒土濾料，將所述凹凸棒土濾料在105℃的條件下干燥2h，制得凹凸棒土吸附劑；（8）、造粒造孔：選取造孔劑，取造孔劑和步驟（7）所得的凹凸棒土吸附劑在旋轉(zhuǎn)造粒機中噴水造粒，再將造好的顆粒在可調(diào)旋轉(zhuǎn)干燥爐中干燥成成品，將成品包裝后即得所述凹凸棒土吸附顆粒。其中，所述步驟（1）中分散處理為超聲分散，所述分散劑為焦磷酸鈉。其中，所述步驟（2）中堿溶液與凹凸棒土粉末的質(zhì)量體積比為1.5：1，所述堿溶液為氫氧化鈉溶液，濃度為2mol/l。其中，所述步驟（3）中的有機溶劑為甲苯。其中，所述步驟（5）中含有胺基的物質(zhì)為尿素。其中，所述步驟（6）中的表面活性劑為十二烷基苯磺酸鈉。其中，所述步驟（5）中的功能水劑和凹凸棒土的用量質(zhì)量比為1：15。其中，所述步驟（8）中的造孔劑按重量份計包括活性炭顆粒8份、無煙煤8份、玉米秸稈3份和碳酸氫鈉3份。其中，所述步驟（8）中的造孔劑和凹凸棒土的用量質(zhì)量比為1：100。其中，所述步驟（8）中干燥爐的溫度控制為300℃，成品的含水率為0.1％。實施例3一種凹凸棒土吸附顆粒的制備方法，包括如下步驟：（1）、凹凸棒土的提純：研磨凹凸棒土得到粉末狀凹凸棒土，加入蒸餾水，制成懸浮泥漿，然后加入分散劑進行分散處理，分散處理時間為8min，棄去下層沉淀，保留上懸濁液進行離心處理，控制轉(zhuǎn)速2500r/min，離心處理時間為22min，保留沉淀物，轉(zhuǎn)移至燒杯中備用；（2）、凹凸棒土第一次改性：研磨凹凸棒土，將得到的凹凸棒土粉末加入到堿溶液中，水浴加熱至83℃，以950r/min攪拌1h，過濾，濾渣用去離子水洗滌至中性，烘干，粉碎，過125目篩，備用；（3）、凹凸棒土第二次改性：將步驟（2）所得凹凸棒土粉末加入到有機溶劑和蘇氨酸水溶液的混合溶液中，攪拌并加熱，加熱溫度為48℃，加熱時間為25min，反應(yīng)完成后用蒸餾水洗滌，最后在80℃下烘干，研磨過篩，即得改性后的凹凸棒土；（4）、高溫煅燒：將步驟（3）中得到的改性后的凹凸棒土送入煅燒爐，在575℃下煅燒1.5h，取出后備用；（5）、功能水劑制備：稱取含有胺基的物質(zhì)溶于水中，攪拌溶解均勻配制功能水劑，功能水劑的質(zhì)量濃度為20%；（6）、表面活性劑溶液制備：取表面活性劑，在70℃條件下，將表面活性劑溶于0.98l蒸餾水中，得到表面活性劑溶液，所述表面活性劑溶液濃度為1.5mol/l（7）、混合：在攪拌條件下，向步驟（6）制備的表面活性劑溶液中加入所述步驟（4）高溫煅燒后的凹凸棒土，每升表面活性劑溶液中加入的煅燒后的凹凸棒土的質(zhì)量為95g，得到煅燒后的凹凸棒土與表面活性劑的混合液，再將所得混合液在室溫條件下攪拌2.5h，真空抽濾，得到凹凸棒土濾料，將所述凹凸棒土濾料在95℃的條件下干燥1.5h，制得凹凸棒土吸附劑；（8）、造粒造孔：選取造孔劑，取造孔劑和步驟（7）所得的凹凸棒土吸附劑在旋轉(zhuǎn)造粒機中噴水造粒，再將造好的顆粒在可調(diào)旋轉(zhuǎn)干燥爐中干燥成成品，將成品包裝后即得所述凹凸棒土吸附顆粒。其中，所述步驟（1）中分散處理為超聲分散，所述分散劑為六偏磷酸鈉。其中，所述步驟（2）中堿溶液與凹凸棒土粉末的質(zhì)量體積比為1.3：1，所述堿溶液為氫氧化鉀溶液，濃度為1mol/l。其中，所述步驟（3）中的有機溶劑為甲醇。其中，所述步驟（5）中含有胺基的物質(zhì)為2~咪唑烷酮。其中，所述步驟（6）中的表面活性劑為十四烷基三甲基溴化銨。其中，所述步驟（5）中的功能水劑和凹凸棒土的用量質(zhì)量比為1：10。其中，所述步驟（8）中的造孔劑按重量份計包括活性炭顆粒5份、無煙煤5份、玉米秸稈2份和碳酸氫鈉2份。其中，所述步驟（8）中的造孔劑和凹凸棒土的用量質(zhì)量比為1：95。其中，所述步驟（8）中干燥爐的溫度控制為200℃，成品的含水率為0.15％。實施例4采用根據(jù)實施例1~3的方法制備得到凹凸棒土吸附顆粒，分別進行重金屬廢水處理測試，測試投入凹凸棒土吸附顆粒后的離子去除效果，測試結(jié)果如下表1所示，單位為mg/l：表1組別投入量codsszn2+cu2+pb2+cd2+ni2+鉻錳ph重金屬廢水水樣/268186731046.17219.2108.85.3實施例11003580.770.180.050.060.20.040.0016.9實施例21003270.640.130.020.050.130.020.00087.2實施例3100347.50.730.160.040.0550.160.030.00097由上表可知，本發(fā)明方法制備的凹凸棒土吸附顆粒，對廢水中的zn2+、cu2+、pb2+、cd2+、ni2+、、鉻和錳等離子具有較強的去除效果，去除率均達到95%以上，處理效果良好。參照前述實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，其依然可以對前述各實施例所記載的技術(shù)方案進行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進行等同替換。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。當前第1頁12