本發(fā)明涉及一種微波粉煤灰再生的工藝，尤其涉及到一種使用微波技術(shù)進(jìn)行粉煤灰再生的工藝，屬于環(huán)保工程領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

粉煤灰是一種具有火山灰活性的微細(xì)粉末，主要化學(xué)組分是al2o3、fe2o3、sio2等。粉煤灰顆粒物理組織多孔，比表面積較大，具有較高的吸附活性，且價格低廉、來源廣泛。粉煤灰作為一種吸附材料逐漸在水處理、油處理領(lǐng)域得到應(yīng)用。但是吸附飽和后的粉煤灰孔隙結(jié)構(gòu)被吸附質(zhì)堵塞，喪失吸附能力。并且在吸附有害物質(zhì)后，其自身成為一種有毒有害物質(zhì)。飽和吸附粉煤灰的直接丟棄會造成環(huán)境污染，通過再生可讓吸其多次循環(huán)使用、降低處理成本、減少廢渣的生成。因此，再生是一種很好的處理方式。

吸附材料的再生是指用物理、化學(xué)或生物的方法，將吸附材料表面的吸附質(zhì)脫離或分解，恢復(fù)其吸附性能。吸附材料再生方法有熱再生、溶劑再生、光催化再生、電化學(xué)再生、濕式氧化再生法、超臨界流體再生等。

各種再生方法中，熱再生法是研究最多、技術(shù)最為成熟的方法。但是熱再生法耗能高、吸附材料熱損耗大、可循環(huán)次數(shù)少，并不符合環(huán)保、節(jié)能的要求。因此，需要有其它更好的再生方法。

微波再生法本質(zhì)上也屬于熱再生，但其與傳統(tǒng)熱再生的熱傳導(dǎo)機(jī)制有差異。后者的傳熱是“由外到內(nèi)”，前者是整體加熱，熱量產(chǎn)生于內(nèi)部而非來自外部加熱源。這種獨特的加熱方式使得微波加熱速度更快、具有選擇性、高效節(jié)能。微波再生也具有時間短、耗能低、對吸附材料損傷小等優(yōu)點，得到了廣大研究者的關(guān)注。

現(xiàn)有的微波加熱再生技術(shù)所介紹的再生方法，僅限于活性炭、硅膠等幾種有限的吸附材料。如專利zl201410028853.6、cn201510939699.2介紹了活性炭的微波再生，zl201520318302.3介紹了硅膠的微波再生。

因此，很有必要將微波再生技術(shù)使用范圍拓展到粉煤灰上，設(shè)計研發(fā)一種速度快、能耗低、無二次污染、操作簡單、再生后粉煤灰質(zhì)量高的再生處理方法。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種氟氣與二氧化碳混合氣氛圍下粉煤灰的微波再生方法。本發(fā)明在粉煤灰的微波再生中，將f2作為反應(yīng)氣，提高了粉煤灰再生效率和再生質(zhì)量。

本發(fā)明通過下列技術(shù)方案實現(xiàn)：一種氟氣與二氧化碳混合氣氛圍下粉煤灰的微波再生方法，經(jīng)過下列各步驟：

a、將吸附飽和的粉煤灰置于kmno4溶液中處理，然后將處理過的粉煤灰先堿洗、再水洗至中性。

b、將kmno4溶液處理后的粉煤灰置于微波設(shè)備中，啟動機(jī)械攪拌，通入f2、co2混合氣，控制微波功率，利用微波輻射加熱粉煤灰。

c、停止微波設(shè)備，在n2、co、h2混合氣氛圍下將粉煤灰冷卻，儲存?zhèn)溆谩?/p>

本發(fā)明的有益效果在于：

（1）本發(fā)明將微波再生技術(shù)應(yīng)用到粉煤灰吸附材料上，擴(kuò)大了微波再生吸附材料的范圍。粉煤灰通過微波再生，實現(xiàn)了廢棄資源再次綜合利用，滿足循環(huán)經(jīng)濟(jì)與環(huán)境友好的要求；

（2）本發(fā)明在粉煤灰的微波再生中使用f2作為反應(yīng)氣，高了粉煤灰微波再生效率和質(zhì)量。用于水處理的粉煤灰微波再生效率可提高5.5%~10.5%；用于廢油處理的粉煤灰微波再生效率可提高5.9%~10.3%。

具體實施方式

下面結(jié)合具體實施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。應(yīng)理解，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。此外應(yīng)理解，在閱讀了本發(fā)明講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對本發(fā)明作各種改動或修改，這些等價形式同樣落于本申請所附權(quán)利要求書所限定的范圍。

下面結(jié)合實施例對本發(fā)明做進(jìn)一步描述。

本實施例1，包括以下步驟：

第一步，原狀粉煤灰的篩選。

對取自某電廠的粉煤灰進(jìn)行分級篩分，去除大顆粒雜質(zhì)，選取粒徑0.03~0.05mm的粉煤灰。用去離子水浸洗選取的粉煤灰，直至浸洗水無色透明。將浸洗干凈的粉煤灰放入60℃的烘箱烘6h，得到新鮮粉煤灰。

第二步，新鮮粉煤灰對亞甲基藍(lán)廢水的吸附和廢粉煤灰的制取。

取100g新鮮粉煤灰于1000ml錐形瓶中，按照0.2g/ml的投加量，倒入500ml亞甲基藍(lán)溶液。在40℃水浴、磁力攪拌300r/min下吸附1h。利用雙層濾紙過濾，濾渣用去離子水反復(fù)沖洗直至干凈，放入60℃的烘箱烘6h，得廢粉煤灰。取濾液，在664nm光處測定其吸光度，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線計算亞甲基藍(lán)溶液濃度，計算亞甲基藍(lán)的去除率和粉煤灰的吸附容量。

粉煤灰的吸附容量計算公式為：，式中，c0為吸附前亞甲基藍(lán)初始濃度（mg/l）；c為吸附后亞甲基藍(lán)濃度（mg／l）；q1為單位質(zhì)量粉煤灰吸附量（mg／g）；m為粉煤灰干重（g）；v為溶液體積（l）。

第三步，廢粉煤灰的預(yù)處理。

取100g吸附亞甲基藍(lán)廢水后的粉煤灰，用500ml濃度為質(zhì)量分?jǐn)?shù)為8%、ph為3的kmno4溶液浸泡60min。將kmno4溶液處理過的粉煤灰用600ml濃度為2.5mol/l的naoh浸洗20min，然后用蒸餾水清洗粉煤灰至洗液呈中性。

第四步，廢粉煤灰第一次微波再生。

取a、b兩份kmno4溶液處理過，含水率為2.5%的粉煤灰，分別置于微波設(shè)備中再生。

a的再生條件為：粉煤灰質(zhì)量50g，啟動機(jī)械攪拌，調(diào)節(jié)攪拌速度400r/min。通入:=1:3的混合氣體，調(diào)節(jié)流速1.5m/s，保持3min，以趕走系統(tǒng)中的空氣。保持混合氣體通入及流速，啟動微波設(shè)備，調(diào)節(jié)微波功率800w，輻射4min。停止微波設(shè)備，改通入流速為1.5m/s的n2、co和h2混合氣，其中:=1:3，:=1:4。持續(xù)混合氣通入直至粉煤灰冷卻至室溫，得到再生粉煤灰。

b的再生條件為：粉煤灰質(zhì)量50g，啟動機(jī)械攪拌，調(diào)節(jié)攪拌速度400r/min。通入:=1:30的混合氣體，調(diào)節(jié)流速1.5m/s，保持3min，以趕走系統(tǒng)中的空氣。保持混合氣體通入及流速，啟動微波設(shè)備，調(diào)節(jié)微波功率800w，輻射4min。停止微波設(shè)備，改通入流速為1.5m/s的n2、co和h2混合氣，其中:=1:3，:=1:4。持續(xù)混合氣通入直至粉煤灰冷卻至室溫，得到再生粉煤灰。

第五步，再生粉煤灰對亞甲基藍(lán)廢水的吸附。

在a、b中各取50g再生粉煤灰于錐形瓶中，按照0.2g/ml的投加量，倒入250ml亞甲基藍(lán)溶液。在40℃水浴、磁力攪拌300r/min下吸附1h。利用雙層濾紙取濾液，在664nm光處測定其吸光度，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線計算亞甲基藍(lán)溶液濃度，計算粉煤灰的吸附容量，記為q2。計算第一次微波再生效率：

粉煤灰的第一次微波再生效率為，。

第六步，粉煤灰的多次吸附再生。

取第五步吸附后的粉煤灰，進(jìn)行第三、四步操作，計算第二次微波再生效率。重復(fù)上述操作，得到第a、b第3、第4次微波再生效率，見表1。

表1微波再生效率

由表1可知，b組粉煤灰再生效率高于a組5.5%~10.5%，說明本發(fā)明的方法能夠提高粉煤灰的再生效率和再生質(zhì)量。

本實施例2，包括以下步驟：

第一步，粉煤灰的篩選和廢油的預(yù)處理。

對取自某電廠的粉煤灰進(jìn)行分級篩分，去除大顆粒雜質(zhì)，選取粒徑0.03~0.05mm的粉煤灰。用去離子水浸洗選取的粉煤灰，直至浸洗水無色透明。將浸洗干凈的粉煤灰放入60℃的烘箱烘6h，得到新鮮粉煤灰。將取自某工廠的廢機(jī)械油利用400~800目網(wǎng)篩濾去劣化機(jī)械油中的較大的懸浮雜質(zhì)。最后將除雜后的廢油置于離心分離機(jī)中，通過離心分離去除廢油中的剩余雜質(zhì)，得到酸值0.823mgkoh/g（gb/t264）的機(jī)械油。

第二步，新鮮粉煤灰對廢油中酸值的吸附和廢粉煤灰的制取。

取100g新鮮粉煤灰于錐形瓶中，按照0.1g/ml的投加量，倒入1l廢機(jī)械油。在90℃油浴、磁力攪拌300r/min下吸附55min。用抽濾機(jī)將粉煤灰、油液分離。分理出的粉煤灰用石油醚多次浸提，去除粉煤灰表面油液，然后放入烘箱，在70℃下烘12h，得到廢粉煤灰。分離出的油液在10000r/min的離心機(jī)下離心，取離心后的上層油液用905titrando型電位滴定儀測定其酸值，計算酸值的去除率和粉煤灰的吸附容量。

粉煤灰的酸值吸附容量計算公式為：，式中，c0為吸附前機(jī)械油酸值初始濃度（mgkoh/g）；c為吸附后機(jī)械油酸值濃度（mgkoh/g）；q1為單位質(zhì)量粉煤灰吸附量（mg／g）；m為粉煤灰干重（g）；v為油液體積（l）。

第三步，廢粉煤灰的預(yù)處理。

取100g吸附處理廢油后的粉煤灰，用500ml濃度為質(zhì)量分?jǐn)?shù)為8%、ph為3的kmno4溶液浸泡60min。將kmno4溶液處理過的粉煤灰用600ml濃度為2.5mol/l的naoh浸洗20min，然后用蒸餾水清洗粉煤灰至洗液呈中性。

第四步，廢粉煤灰第一次微波再生。

取a、b兩份kmno4溶液處理過，含水率為2.5%的粉煤灰，分別置于微波設(shè)備中再生。

a的再生條件為：粉煤灰質(zhì)量50g，啟動機(jī)械攪拌，調(diào)節(jié)攪拌速度400r/min。通入:=1:3的混合氣體，調(diào)節(jié)流速1.5m/s，保持3min，以趕走系統(tǒng)中的空氣。保持混合氣體通入及流速，啟動微波設(shè)備，調(diào)節(jié)微波功率800w，輻射4min。停止微波設(shè)備，改通入流速為1.5m/s的n2、co和h2混合氣，其中:=1:3，:=1:4。持續(xù)混合氣通入直至粉煤灰冷卻至室溫，得到再生粉煤灰。

b的再生條件為：粉煤灰質(zhì)量50g，啟動機(jī)械攪拌，調(diào)節(jié)攪拌速度400r/min。通入:=1:30的混合氣體，調(diào)節(jié)流速1.5m/s，保持3min，以趕走系統(tǒng)中的空氣。保持混合氣體通入及流速，啟動微波設(shè)備，調(diào)節(jié)微波功率800w，輻射4min。停止微波設(shè)備，改通入流速為1.5m/s的n2、co和h2混合氣，其中:=1:3，:=1:4。持續(xù)混合氣通入直至粉煤灰冷卻至室溫，得到再生粉煤灰。

第五步，再生粉煤灰對廢機(jī)械油的吸附處理。

在a、b中各取50g再生粉煤灰于錐形瓶中，按照0.1g/ml的投加量，倒入50ml廢機(jī)械油。在90℃油浴、磁力攪拌450r/min下吸附55min。用抽濾機(jī)將粉煤灰、油液分離。分離出的油液在10000r/min的離心機(jī)下離心，取離心后的上層油液用905titrando型電位滴定儀測定其酸值，計算粉煤灰對酸值吸附容量q2。計算第一次微波再生效率：

粉煤灰的第一次微波再生效率為，。

第六步，粉煤灰的多次吸附再生。

取第五步吸附后的粉煤灰，進(jìn)行第三、四步操作，計算第二次微波再生效率。重復(fù)上述操作，得到第a、b第3、第4次微波再生效率，見表2。

表2微波再生效率

由表2可知，b組粉煤灰再生效率高于a組5.9%~10.3%，說明本發(fā)明的方法能夠提高粉煤灰的再生效率和再生質(zhì)量。

最后說明的是，以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較佳實施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的宗旨和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。