技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于環(huán)境與材料工程的交叉領(lǐng)域，主要涉及一種用于凈化工業(yè)污水的沸石及其提取方法。

背景技術(shù)：

作為一種多孔材料，沸石有著豐富的比表面積和微觀孔結(jié)構(gòu)，具有吸附性能強、效率高等優(yōu)點，因而常被用環(huán)境領(lǐng)域凈化氣體和水的材料。

目前工業(yè)和環(huán)境領(lǐng)域所用的沸石材料主要來源化學合成與制備，但這些領(lǐng)域?qū)Ψ惺男枨罅坑墒志薮?，因此，現(xiàn)有合成與制備方法即使能夠滿足需求，但務必消耗大量的能源和經(jīng)濟成本，同時也可能在合成與制備沸石的過程中產(chǎn)生衍生環(huán)境污染。因此，從自然環(huán)境直接獲取沸石可從根本上解決這些問題。

然而，盡管沸石在自然環(huán)境中的分布十分廣泛，但通常以自然礦物或粘土礦物的雜質(zhì)形式存在，含量十分低，直接提取困難。即使采用現(xiàn)物理和化學成本能夠提取，但提取代價高，不經(jīng)濟、環(huán)保。

因此，基于現(xiàn)有沸石合成、制備或提取方式的不經(jīng)濟性、環(huán)保等問題，開發(fā)一種以天然礦物或天然黏土中沸石成分為主體的沸石及相關(guān)的經(jīng)濟、環(huán)保型制備方法，既可滿足環(huán)境領(lǐng)域?qū)Ψ惺木薮笮枨?，同時又彌補了現(xiàn)有沸石合成、制備或提取方法和工藝所存在的問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種用于凈化工業(yè)污水的沸石及其提取方法，本用于凈化工業(yè)污水的沸石及其提取方法克服了環(huán)境領(lǐng)域所應用沸石材料的合成、制備或提取過程不經(jīng)濟、環(huán)保、產(chǎn)量低等問題，直接源于自然礦物廢棄料或黏土礦物或者自然礦物廢棄料和黏土礦物的混合物。

為了實現(xiàn)上述技術(shù)目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案為：用于凈化工業(yè)污水的沸石，其特征在于：所述用于凈化工業(yè)污水的沸石為顆粒狀物和自然礦物，并且含有鐵元素。

進一步的，所述自然礦物是礦山開采、礦料加工、礦料應用過程所產(chǎn)生的廢棄料或粘土礦物，或者是廢棄料或粘土礦物的混合物。

進一步的，所述微量鐵元素中含有正一價、正二價和正三價三種價態(tài)的鐵離子。

進一步的，顆粒狀物直徑范圍在0.1mm-10mm之間，顆粒狀物中含有大量微孔，微孔直徑分布在0-50μm之間。

進一步的，所述用于凈化工業(yè)污水的沸石在pH值范圍為1-7的酸性水溶液不會溶解。

進一步的，所述用于凈化工業(yè)污水的沸石具抗壓強度，可以承受其自身重量的50-1000倍壓力。

為了實現(xiàn)上述技術(shù)目的，本發(fā)明采取的另一種技術(shù)方案為：用于凈化工業(yè)污水沸石的提取方法，其特征在于包括以下步驟：

(1) 將廢棄料或粘土礦物或者廢棄料或粘土礦物的混合物裝入磨耗儀中，并加入2-10顆直徑為10mm-50mm的實心鋼球；

(2) 開啟磨耗儀，以1-10r/s的轉(zhuǎn)速研磨60s-1800s；

(3) 關(guān)閉研磨儀，將鋼球取出，并將研磨后的廢棄料或黏土礦物或者廢棄料或粘土礦物的混合物取出并平鋪于清潔的平面；

(4) 將平板電磁鐵貼近平面上的廢棄料或黏土礦物或者廢棄料或粘土礦物的混合物后，開啟平板電磁鐵開關(guān)，吸附經(jīng)研磨廢棄料或黏土礦物或者廢棄料或粘土礦物的混合物中的顆粒物；

(5) 將平板電磁鐵轉(zhuǎn)移至收集平臺，關(guān)閉平板電磁鐵，從平板電磁鐵上掉落的顆粒狀物即為用于凈化工業(yè)污水沸石。

進一步的，磨耗儀旋轉(zhuǎn)的角度范圍為0-360°旋轉(zhuǎn)，順時針或逆時針方向均可，旋轉(zhuǎn)速度為1-10r/s 。

上述的用于凈化工業(yè)污水沸石的提取方法的原理：在廢棄料或粘土礦物內(nèi)部含有大量含微量鐵元素的天然沸石，且這些沸石屬于廢棄料或黏土礦物主體的雜質(zhì)或缺陷部分，不僅與礦料或粘土礦物主體的結(jié)合性差，而且研磨過程中的機械外力作用會破壞這些沸石的結(jié)構(gòu)，使得一方面沸石成分從廢棄料或黏土礦物主體中剝離出來，再者剝離出來的沸石成分被破壞成各種細小成分的微顆粒，且這些微顆粒表面裸露出大量帶電離子，經(jīng)進一步研磨，這些帶電的含有沸石成分的微顆粒會因靜電作用而不斷堆積，最終堆積成具有一定尺寸的宏觀顆粒狀沸石（參見附圖2顆粒狀沸石的掃描電子顯微鏡照片）。此外，加上研磨儀的轉(zhuǎn)動是具有方向性的，因而使得含有微量鐵元素的顆粒狀沸石具有一定的鐵磁性，進而使其能夠被平板電磁鐵剝離出來。

相比現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有以下優(yōu)點：

(1) 經(jīng)濟：本發(fā)明沸石的原材料為礦物廢棄料或黏土礦物，這些材料在自然環(huán)境中隨處可得，獲取的經(jīng)濟成本低；(2) 環(huán)保：本發(fā)明沸石不僅其原材料無須通過破壞自然資源來獲取，且其制備方法環(huán)保，無任何化學合成和制備過程，且其提取過程污染；(3) 性能突出：本發(fā)明沸石顆粒直徑和微孔直徑分布范圍寬泛，可用于凈化工業(yè)污水中不同尺寸的污染物，同時具有較強的耐酸性，環(huán)境適應性強；(4) 提取方法極富創(chuàng)造性:本發(fā)明以含微量鐵元素沸石成分在研磨過程中的靜電堆積效應和順向鐵磁性為基本原理，提出了本發(fā)明沸石的提取方法。

附圖說明

圖1為本發(fā)明用于凈化工業(yè)污水的沸石的提取方法的原理示意圖。

圖2為本發(fā)明用于凈化工業(yè)污水的沸石的掃描電子顯微鏡照片。

具體實施方式

實施例1

參見圖2，本用于凈化工業(yè)污水的沸石，為顆粒狀物和自然礦物，并且含有鐵元素。所述自然礦物是礦山開采、礦料加工、礦料應用過程所產(chǎn)生的廢棄料或粘土礦物，或者是廢棄料或粘土礦物的混合物。所述微量鐵元素中含有正一價、正二價和正三價三種價態(tài)的鐵離子。顆粒狀物直徑范圍在0.1mm-10mm之間，顆粒狀物中含有大量微孔，微孔直徑分布在0-50μm之間。所述用于凈化工業(yè)污水的沸石在pH值范圍為1-7的酸性水溶液不會溶解。所述用于凈化工業(yè)污水的沸石具抗壓強度，可以承受其自身重量的50-1000倍壓力。

實施例2

本用于凈化工業(yè)污水沸石的提取方法，包括以下步驟：

(1) 將廢棄料或粘土礦物或者廢棄料或粘土礦物的混合物裝入磨耗儀中，并加入2-10顆直徑為10mm-50mm的實心鋼球；

(2) 開啟磨耗儀，以1-10r/s的轉(zhuǎn)速研磨60s-1800s；

(3) 關(guān)閉研磨儀，將鋼球取出，并將研磨后的廢棄料或黏土礦物或者廢棄料或粘土礦物的混合物取出并平鋪于清潔的平面；

(4) 將平板電磁鐵貼近平面上的廢棄料或黏土礦物或者廢棄料或粘土礦物的混合物后，開啟平板電磁鐵開關(guān)，吸附經(jīng)研磨廢棄料或黏土礦物或者廢棄料或粘土礦物的混合物中的顆粒物；

(5) 將平板電磁鐵轉(zhuǎn)移至收集平臺，關(guān)閉平板電磁鐵，從平板電磁鐵上掉落的顆粒狀物即為用于凈化工業(yè)污水沸石。

進一步的，磨耗儀旋轉(zhuǎn)的角度范圍為0-360°旋轉(zhuǎn)，順時針或逆時針方向均可，旋轉(zhuǎn)速度為1-10r/s 。

參見圖2，本用于凈化工業(yè)污水沸石的提取方法的原理：在廢棄料或粘土礦物內(nèi)部含有大量含微量鐵元素的天然沸石，且這些沸石屬于廢棄料或黏土礦物主體的雜質(zhì)或缺陷部分，不僅與礦料或粘土礦物主體的結(jié)合性差，而且研磨過程中的機械外力作用會破壞這些沸石的結(jié)構(gòu)，使得一方面沸石成分從廢棄料或黏土礦物主體中剝離出來，再者剝離出來的沸石成分被破壞成各種細小成分的微顆粒，且這些微顆粒表面裸露出大量帶電離子，經(jīng)進一步研磨，這些帶電的含有沸石成分的微顆粒會因靜電作用而不斷堆積，最終堆積成具有一定尺寸的宏觀顆粒狀沸石，參見附圖2，顆粒狀沸石的掃描電子顯微鏡照片。此外，加上研磨儀的轉(zhuǎn)動是具有方向性的，因而使得含有微量鐵元素的顆粒狀沸石具有一定的鐵磁性，進而使其能夠被平板電磁鐵剝離出來。