一種用于磷酸鹽吸附的顆粒赤泥基吸附劑制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于環(huán)境治理技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種用于磷酸鹽吸附的顆粒赤泥基吸附劑制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]赤泥是制鋁工業(yè)提取氧化鋁時(shí)排出的污染性廢渣。每生產(chǎn)I噸氧化鋁，平均產(chǎn)生
0.3-2.0噸赤泥。每年全球赤泥產(chǎn)生量約為1.2億噸。目前大部分赤泥依靠大面積的堆場(chǎng)堆放，尚沒(méi)有有效的利用方式，不僅占用大量土地，也對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重的污染。因此赤泥的資源化利用迫在眉睫。
[0003]目前，已有一些研宄將粉末赤泥制成吸附劑用于磷酸鹽的吸附。雖然不同來(lái)源赤泥的理化性質(zhì)有所不同，但是經(jīng)過(guò)適當(dāng)活化后均對(duì)磷酸鹽有良好的吸附性能。但是這些粉末赤泥基吸附劑在實(shí)際應(yīng)用中存在一定的局限性。廢水經(jīng)過(guò)粉末赤泥基吸附劑處理后存在固液分離等問(wèn)題。若將粉末赤泥基吸附劑裝填在吸附柱中進(jìn)行動(dòng)態(tài)吸附，易造成吸附柱堵塞和水頭損失增加，使吸附無(wú)法進(jìn)行。為了改善赤泥在實(shí)際中的可利用性，將其顆粒化是必然的選擇。
[0004]目前將粉末赤泥基吸附劑顆粒化的研宄很少。在已知的文獻(xiàn)中，Despland等人以中和赤泥粉末為原料制備了多孔顆粒赤泥吸附劑。Yue等人以焚燒法制鋁工業(yè)產(chǎn)生的粉末赤泥為原材料制備了顆粒赤泥吸附劑。這些顆粒赤泥吸附劑吸附能力較低(磷酸鹽吸附量低于10mg/g)。此外，公開(kāi)號(hào)為CN101143312A的發(fā)明專(zhuān)利在制備顆粒赤泥吸附劑的過(guò)程中所采用的原料多達(dá)5種，而且需要通過(guò)梯度控溫進(jìn)行焙燒。公開(kāi)號(hào)為CN1317548A的發(fā)明專(zhuān)利以赤泥、粉煤灰、粘土為原料，配以造孔劑制備陶瓷吸附劑，制備的陶瓷吸附劑強(qiáng)度和氣孔率低，吸附性能差，不適合大規(guī)模的推廣應(yīng)用。因此需要開(kāi)發(fā)簡(jiǎn)便新型的顆粒赤泥基吸附劑制備方法。本專(zhuān)利僅以酸活化的中和赤泥、羥丙基甲基纖維素以及稻草粉末為原料制備顆粒赤泥基吸附劑，制備工藝簡(jiǎn)單、成本低廉，制得的顆粒赤泥基吸附劑具有優(yōu)越的磷酸鹽吸附性能，可為赤泥的資源化利用提供一條新思路，具有較高的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和環(huán)境的效益。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]1.發(fā)明目的
[0006]本發(fā)明的目的在于，克服現(xiàn)有粉末赤泥吸附磷酸鹽過(guò)程中的不足，提供一種工藝簡(jiǎn)單、成本低廉、效果良好的顆粒赤泥基吸附劑的制備方法。
[0007]2.技術(shù)方案
[0008]本發(fā)明提供的一種顆粒赤泥基吸附劑制備方法，包括以下步驟:
[0009](I)取一定量的原始赤泥，將其與鈣鎂離子溶液以1:3-1:5的重量比混合，連續(xù)攪拌直至pH達(dá)到8.2-8.6 ；
[0010](2)將上述加入鈣鎂離子的赤泥混合液進(jìn)行固液分離，并用去離子水沖洗固體樣品多次，直到濾液pH呈中性，然后將固體樣品在100-120°C溫度下烘干10-12h ；
[0011](3)將烘干后的樣品自然冷卻后碾磨過(guò)篩，得到顆粒大小為100-150 μπι的中和赤泥；
[0012](4)將中和赤泥以0.4-0.5g/L的投加量加入至8.0-10.0moI/L的鹽酸溶液中，在40-45 °C溫度下反應(yīng)4-6h ；
[0013](5)將上述加入鹽酸溶液的赤泥混合液進(jìn)行固液分離，并用去離子水沖洗固體樣品多次，直至濾液pH呈中性，然后將固體樣品在100-120°C溫度下烘干10-12h ；
[0014](6)將烘干后的樣品自然冷卻后碾磨過(guò)篩，得到顆粒大小為100-150 μπι的酸活化的中和赤泥；
[0015](7)將稻草在100_120°C溫度下烘干10_12h，自然冷卻后碾磨過(guò)篩，得到顆粒大小為100-150 μ m的稻草粉末；
[0016](8)將酸活化的中和赤泥、稻草粉末及羥丙基甲基纖維素分別以82:11:7-71:22:7的重量比混合均勻；
[0017](9)加入適量的去離子水并充分?jǐn)嚢韬笤炝３尚?，顆粒直徑大小為2-3_ ;
[0018](10)將上述顆粒在室溫干燥24h ；
[0019](11)將上述顆粒于在225-250°C溫度下焙燒30_60min得到顆粒赤泥基吸附劑。
[0020]本發(fā)明所述的顆粒赤泥基吸附劑吸附磷酸鹽的方法，包括以下步驟:
[0021](12)取一定量的顆粒赤泥基吸附劑，加入初始濃度為400_500mg/L、初始溶液pH為5-7的磷酸鹽溶液中，測(cè)定顆粒赤泥基吸附劑的飽和吸附量。
[0022]所述的改性赤泥顆?；苽浞椒ㄖ械脑汲嗄酁榘荻üに?Bayer process)生產(chǎn)氧化鋁后剩余的礦渣；稻草取自普通農(nóng)場(chǎng)；羥丙基甲基纖維素為購(gòu)買(mǎi)的商業(yè)產(chǎn)品。
[0023]3.本發(fā)明的有益效果
[0024](I)本發(fā)明所需的原料取材方便，價(jià)格低廉，顆粒赤泥基吸附劑的制備方法簡(jiǎn)單實(shí)用，具有大規(guī)模工業(yè)化運(yùn)用的技術(shù)潛力；
[0025](2)本發(fā)明所制備的顆粒赤泥基吸附劑比表面積大，具有良好的磷酸鹽吸附能力，其磷酸鹽吸附量達(dá)到69.33-84.56mg/g，在環(huán)境治理技術(shù)領(lǐng)域具有廣闊的運(yùn)用前景；
[0026](3)本發(fā)明這對(duì)于解決赤泥污染和磷酸鹽回收、實(shí)現(xiàn)以廢治廢具有重要意義。
【附圖說(shuō)明】
[0027]圖1顆粒赤泥基吸附劑的表面SEM圖。
【具體實(shí)施方式】
:
[0028]下面通過(guò)具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步闡述，但并不限制本發(fā)明。
[0029]本發(fā)明實(shí)施例中所用的赤泥為拜耳法工藝(Bayer process)生產(chǎn)氧化銷(xiāo)后剩余的礦渣；稻草取自普通農(nóng)場(chǎng)；羥丙基甲基纖維素為購(gòu)買(mǎi)的商業(yè)產(chǎn)品。
[0030]實(shí)施例1:
[0031](I)取一定量的原始赤泥，將其與鈣鎂離子溶液以1:5的重量比混合，連續(xù)攪拌直至pH達(dá)到8.4 ；
[0032](2)將上述加入鈣鎂離子的赤泥混合液進(jìn)行固液分離，并用去離子水沖洗固體樣品多次，直到濾液PH呈中性，然后將固體樣品在100°C溫度下烘干12h ;
[0033](3)將烘干后的樣品自然冷卻后碾磨過(guò)篩，得到顆粒大小為100 μπι的中和赤泥；
[0034](4)將中和赤泥以0.5g/L的投加量加入至10.0moI/L的鹽酸溶液中，在40°C溫度下反應(yīng)5h ；
[0035](5)將上述加入鹽酸溶液的赤泥混合液進(jìn)行固液分離，并用去離子水沖洗固體樣品多次，直至濾液PH呈中性，然后將固體樣品在100°C溫度下烘干12h ;
[0036](6)將烘干后的樣品自然冷卻后碾磨過(guò)篩，得到顆粒大小為ΙΟΟμπι的酸活化的中和赤泥；
[0037](7)將稻草在100°C溫度下烘干12h，自然冷卻后碾磨過(guò)篩，得到顆粒大小為100 μ m的稻草粉末；
[0038](8)將酸活化的中和赤