本發(fā)明涉及污水處理技術(shù)領(lǐng)域，具體為微硅粉吸附材料及其制備方法和用途。

背景技術(shù)：

微硅粉，學(xué)名“硅灰”，主要成分為SiO₂，是在冶煉硅鐵或工業(yè)硅時(shí)，礦熱電爐內(nèi)產(chǎn)生出大量揮發(fā)性很強(qiáng)的SiO₂和Si氣體，排放后遇空氣迅速氧化冷凝沉淀而成；外觀為灰色或灰白色粉末、耐火度>1600℃，其平均粒徑在0.15～0.20μm，比表面積為20000～28000m²/kg，具有極強(qiáng)的表面活性，主要應(yīng)用于水泥或混凝土摻合料，以改善水泥或混凝土的性能。但由于是冶煉行業(yè)的副產(chǎn)物，研發(fā)工作不深入，故價(jià)格低廉，經(jīng)濟(jì)效益不大。以微硅粉為原料制備吸附材料，既降低了吸附材料的成本，又創(chuàng)造性地利用了現(xiàn)有資源，增加其附加值。

在工業(yè)廢水處理中，吸附法是一類(lèi)重要的物理化學(xué)方法。目前，主要的工業(yè)吸附劑有活性炭、膨潤(rùn)土、粉煤灰等。在污水處理中主要是利用多孔性固體物質(zhì)表面對(duì)污水中被處理物質(zhì)的吸附作用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明解決的技術(shù)問(wèn)題是，提供一種以微硅粉為原料的新型吸附材料及其制備方法，它對(duì)酸性廢水中的色度、COD、重金屬離子等具有一定的吸附效果。既降低了吸附材料的成本，又創(chuàng)造性地利用了現(xiàn)有資源，增加其附加值，對(duì)擴(kuò)大吸附材料市場(chǎng)、推進(jìn)新材料的開(kāi)發(fā)具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。

本發(fā)明要解決上述技術(shù)問(wèn)題采用的技術(shù)方案是：微硅粉吸附材料由微硅粉，堿性氧化物，粘結(jié)劑和造孔劑組成。

具體的，所述的微硅粉、堿性氧化物、粘結(jié)劑和造孔劑按照以下重量份數(shù)組成：微硅粉20～80份，堿性氧化物10～50份，粘結(jié)劑10～60份，造孔劑5～20份。

其中，所述的微硅粉和堿性氧化物的比例是摩爾比1:1。

其中，所述的堿性氧化物包括氧化鈣、氧化鎂、氧化鋅、氧化鋁。

所述的粘結(jié)劑包括硅溶膠、瀝青、污泥。

所述的造孔劑包括木質(zhì)纖維素、瀝青、淀粉。

該微硅粉吸附材料的制備方法，包括下列步驟：

a、備料，首先對(duì)微硅粉進(jìn)行篩分處理，微硅粉和堿性氧化物粒徑為100目；

b、均化，微硅粉和堿性氧化物混合混勻，在混勻過(guò)程中稍加壓力，使微硅粉和堿性氧化物充分緊密接觸；

c、焙燒，將微硅粉和堿性氧化物在馬弗爐里高溫焙燒，焙燒溫度為1000～1200℃，得到熟料；

d、稱(chēng)量，對(duì)熟料、粘結(jié)劑、造孔劑按照配方進(jìn)行稱(chēng)量；

e、均化，使孰料、粘結(jié)劑、造孔劑原料混合均勻；

f、成型，使用擠條機(jī)把已經(jīng)均化好的原料擠成條狀；

g、預(yù)熱處理，對(duì)擠出的條狀物質(zhì)進(jìn)行預(yù)熱干燥，溫度為100℃；

h、焙燒，條狀物質(zhì)預(yù)熱后，提高溫度進(jìn)行焙燒，焙燒溫度為300～800℃；

i、改性，對(duì)焙燒后的產(chǎn)物用質(zhì)量濃度10％的鹽酸稀溶液表面改性處理，增加微硅粉的微孔結(jié)構(gòu)，來(lái)提高微硅粉吸附材料的吸附性能，獲得微硅粉吸附材料。

或者，該微硅粉吸附材料的制備方法，包括下列步驟：

a、備料，首先對(duì)微硅粉進(jìn)行篩分處理，微硅粉和堿性氧化物粒徑為100目；

b、酸浸，將微硅粉與酸混合浸泡；

c、過(guò)濾水洗，將混合溶液抽濾、水洗得到處理后的微硅粉；

d、稱(chēng)量，對(duì)熟料、粘結(jié)劑、造孔劑按照配方進(jìn)行稱(chēng)量；

e、均化，使孰料、粘結(jié)劑、造孔劑原料混合均勻；

f、成型，使用擠條機(jī)把已經(jīng)均化好的原料擠成條狀；

g、預(yù)熱處理，對(duì)擠出的條狀物質(zhì)進(jìn)行預(yù)熱干燥，溫度為100℃；

h、焙燒，條狀物質(zhì)預(yù)熱后，提高溫度進(jìn)行焙燒，焙燒溫度為400～600℃；

i、改性，對(duì)焙燒后的產(chǎn)物用質(zhì)量濃度10％的鹽酸稀溶液表面改性處理，增加微硅粉的微孔結(jié)構(gòu)，來(lái)提高微硅粉吸附材料的吸附性能，獲得微硅粉吸附材料。

該微硅粉吸附材料的用途，微硅粉吸附材料用于廢水的處理，去除重金屬離子、去色，以及降低COD。

本發(fā)明提供的微硅粉吸附材料及其制備方法和用途，利用微硅粉具有大比表面積，極強(qiáng)的表面活性制備的新型吸附材料。對(duì)工業(yè)、生活等產(chǎn)生的酸性廢水的處理具有一定的效果。該吸附材料的制備方法簡(jiǎn)單，所需設(shè)備均為普通設(shè)備，制備流程較短，可藉此方法獲得制作成本較低的新型微硅粉吸附材料。

附圖說(shuō)明：

圖1是本發(fā)明實(shí)施例1是制備流程示意圖。

圖2是本發(fā)明實(shí)施例2是制備流程示意圖。

具體實(shí)施方式：

微硅粉吸附材料是由微硅粉、堿性氧化物、粘結(jié)劑和造孔劑等組成的組合物，該組合物呈條狀。其中：

微硅粉(主要成分為SiO₂)呈粉狀，粒度在100目左右。

堿性氧化物呈粉狀，粒度在100目左右。堿性氧化物的含量對(duì)組合物的吸附性能影響較大，當(dāng)組合物隨著堿性氧化物含量的增加，其吸附效果也相對(duì)有所提升，如：微硅粉與堿性氧化物的摩爾比為1:1時(shí)，對(duì)鐵離子的去除率為22.2％，微硅粉與堿性氧化物的質(zhì)量比為1:1時(shí)，對(duì)鐵離子的去除率為33.3％。

粘結(jié)劑主要是瀝青、硅溶膠、污泥等。造孔劑主要是木質(zhì)纖維素、淀粉、瀝青等。

由于上述本發(fā)明的新型微硅粉吸附材料具有一定的吸附效果，可用于工業(yè)，生活等含有重金屬、高COD等酸性廢水的處理各相關(guān)領(lǐng)域。

實(shí)施例1

如圖1是本發(fā)明制備流程示意圖，包括有下列步驟：

a、備料，首先對(duì)微硅粉進(jìn)行篩分處理，微硅粉和堿性氧化物粒徑為100目；微硅粉、堿性氧化物、粘結(jié)劑和造孔劑按照以下重量份數(shù)組成：微硅粉20份，堿性氧化物20份，粘結(jié)劑60份，造孔劑5份。

其中，所述的堿性氧化物為氧化鈣。

所述的粘結(jié)劑為硅溶膠。

所述的造孔劑為木質(zhì)纖維素。

b、均化，微硅粉和堿性氧化物混合混勻，在混勻過(guò)程中稍加壓力，使微硅粉和堿性氧化物充分緊密接觸；

c、焙燒，將微硅粉和堿性氧化物在馬弗爐里高溫焙燒，焙燒溫度為1000～1200℃，得到熟料；

d、稱(chēng)量，對(duì)熟料、粘結(jié)劑、造孔劑按照配方進(jìn)行稱(chēng)量；

e、均化，使孰料、粘結(jié)劑、造孔劑原料混合均勻；

f、成型，使用擠條機(jī)把已經(jīng)均化好的原料擠成條狀；

g、預(yù)熱處理，對(duì)擠出的條狀物質(zhì)進(jìn)行預(yù)熱干燥，溫度為100℃；

h、焙燒，條狀物質(zhì)預(yù)熱后，提高溫度進(jìn)行焙燒，焙燒溫度為300～800℃；

i、改性，對(duì)焙燒后的產(chǎn)物用質(zhì)量濃度10％的鹽酸稀溶液表面改性處理，增加微硅粉的微孔結(jié)構(gòu)，來(lái)提高微硅粉吸附材料的吸附性能，獲得微硅粉吸附材料。

實(shí)施例2

如圖1是本發(fā)明制備流程示意圖，包括有下列步驟：

a、備料，首先對(duì)微硅粉進(jìn)行篩分處理，微硅粉和堿性氧化物粒徑為100目；微硅粉、堿性氧化物、粘結(jié)劑和造孔劑按照以下重量份數(shù)組成：微硅粉40份，微硅粉和堿性氧化物的比例是摩爾比1:1，粘結(jié)劑10份，造孔劑15份。

所述的堿性氧化物為氧化鎂。

所述的粘結(jié)劑為瀝青。

所述的造孔劑為淀粉。

b、均化，微硅粉和堿性氧化物混合混勻，在混勻過(guò)程中稍加壓力，使微硅粉和堿性氧化物充分緊密接觸；

c、焙燒，將微硅粉和堿性氧化物在馬弗爐里高溫焙燒，焙燒溫度為1000～1200℃，得到熟料；

d、稱(chēng)量，對(duì)熟料、粘結(jié)劑、造孔劑按照配方進(jìn)行稱(chēng)量；

e、均化，使孰料、粘結(jié)劑、造孔劑原料混合均勻；

f、成型，使用擠條機(jī)把已經(jīng)均化好的原料擠成條狀；

g、預(yù)熱處理，對(duì)擠出的條狀物質(zhì)進(jìn)行預(yù)熱干燥，溫度為100℃；

h、焙燒，條狀物質(zhì)預(yù)熱后，提高溫度進(jìn)行焙燒，焙燒溫度為300～800℃；

i、改性，對(duì)焙燒后的產(chǎn)物用質(zhì)量濃度10％的鹽酸稀溶液表面改性處理，增加微硅粉的微孔結(jié)構(gòu)，來(lái)提高微硅粉吸附材料的吸附性能，獲得微硅粉吸附材料。

實(shí)施例3

如圖2是本發(fā)明制備流程示意圖，包括有下列步驟：

a、備料，首先對(duì)微硅粉進(jìn)行篩分處理，微硅粉和堿性氧化物粒徑為100目；

微硅粉、堿性氧化物、粘結(jié)劑和造孔劑按照以下重量份數(shù)組成：微硅粉80份，堿性氧化物50份，粘結(jié)劑40份，造孔劑20份。

所述的堿性氧化物為氧化鋅和氧化鋁混合物。

所述的粘結(jié)劑為污泥。

所述的造孔劑為瀝青。

b、酸浸，將微硅粉與酸混合浸泡；酸為體積比為1:1的鹽酸和硫酸混合物；

c、過(guò)濾水洗，將混合溶液抽濾、水洗得到處理后的微硅粉；

d、稱(chēng)量，對(duì)熟料、粘結(jié)劑、造孔劑按照配方進(jìn)行稱(chēng)量；

e、均化，使孰料、粘結(jié)劑、造孔劑原料混合均勻；

f、成型，使用擠條機(jī)把已經(jīng)均化好的原料擠成條狀；

g、預(yù)熱處理，對(duì)擠出的條狀物質(zhì)進(jìn)行預(yù)熱干燥，溫度為100℃；

h、焙燒，條狀物質(zhì)預(yù)熱后，提高溫度進(jìn)行焙燒，焙燒溫度為400～600℃；

i、改性，對(duì)焙燒后的產(chǎn)物用質(zhì)量濃度10％的鹽酸稀溶液表面改性處理，增加微硅粉的微孔結(jié)構(gòu)，來(lái)提高微硅粉吸附材料的吸附性能，獲得微硅粉吸附材料。

所得的吸附材料對(duì)甲基橙的去色率為39％，對(duì)鐵離子的去除率為33.3％。