專利名稱：一種印染廢水脫色材料的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于環(huán)境保護(hù)技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種印染廢水脫色材料的制造方法，特別是指以一種非金屬粘土類礦物——杭棉2#土為原料制造印染廢水脫色材料的技術(shù)。
背景技術(shù)：
印染廢水是極難處理的工業(yè)廢水之一，其存在不僅影響紡織印染業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，而且在一定程度上對(duì)人類的生存環(huán)境造成了威脅，解決印染廢水的污染問題勢(shì)在必行，而研究開發(fā)新型高效的印染廢水脫色材料是解決這一問題的有效途徑之一。其中，以粘土類礦物諸如膨潤(rùn)土、坡縷石、海泡石等為原料制造印染廢水脫色材料得到了較為廣泛的研究。
目前利用膨潤(rùn)土、海泡石等粘土為原料制造的印染廢水脫色材料或采用經(jīng)高溫酸活化后充分水洗制得，或采用酸活化并添加有機(jī)助凝劑等方法制得；宮世國(guó)等在發(fā)明專利“新型混凝脫色劑的制備與應(yīng)用技術(shù)”(安徽師范大學(xué)，專利公開號(hào)CN 1544556A)中提出了一種以粘土與無機(jī)酸在常溫至105℃進(jìn)行反應(yīng)，以其反應(yīng)后的混濁液作為混凝劑通過調(diào)節(jié)不同pH值對(duì)不同印染廢水進(jìn)行脫色。
上述報(bào)道中的脫色材料對(duì)印染廢水均有一定程度的脫色效果，但由于其生產(chǎn)工藝的特點(diǎn)，一方面使此類脫色材料在生產(chǎn)過程中會(huì)面臨酸活化水洗后產(chǎn)出大量的酸水處理問題，而且生產(chǎn)過程耗水量大，固液分離困難，生產(chǎn)周期長(zhǎng)，導(dǎo)致生產(chǎn)成本增高；另一方面此類脫色材料多為粉末狀，在實(shí)際脫色過程中難以實(shí)現(xiàn)固液分離，且脫色處理過程中產(chǎn)生的淤泥無法與脫色材料進(jìn)行分離，處理不當(dāng)反而會(huì)造成二次污染，使其失去了實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。
杭錦2#土是一種國(guó)內(nèi)外罕見的天然非金屬復(fù)合型粘土新礦物，富含稀土、稀有元素、坡縷石、綠泥石、伊利石等多種礦物成分；杭錦2#土顏色為棕紅色，泥漿呈“果凍樣”，難以脫水，其自然粒度小，比表面積大；該礦物由陸相湖盆沉積形成，礦床為露天礦，礦層巨厚，層位穩(wěn)定，開采容易，已探明礦儲(chǔ)量為3.4億噸，遠(yuǎn)景地質(zhì)儲(chǔ)量10億噸。技術(shù)跟蹤及文獻(xiàn)資料查新表明，杭錦2#土礦物資源的開發(fā)利用研究主要集中在采用酸活化、水洗、熱處理工藝制作活性白土，用于輕色度礦物或植物油脫色凈化，也有用作含氟、含鉛廢水的凈化處理，例如照日格圖等人的“活性白土的生產(chǎn)方法”(內(nèi)蒙古師范大學(xué)，專利公開號(hào)CN1623651)；照日格圖等人的“食用油脫色劑的生產(chǎn)方法”(內(nèi)蒙古師范大學(xué)，專利公開號(hào)CN1502681)；寶迪的“杭錦2#土處理含高氟水的初探”(內(nèi)蒙古師范大學(xué)，《內(nèi)蒙古石油化工》，2004(30)1-2)；斯琴高娃等人的“一種新型污水處理劑的制備及其除鉛性能研究”(內(nèi)蒙古師范大學(xué)，《內(nèi)蒙古石油化工》，2004(30)10-11)。但用杭錦2#土制作高效印染廢水顆粒脫色材料尚未見報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對(duì)一般以粘土類礦物為原料制備印染廢水脫色材料生產(chǎn)工藝的缺陷及粉末脫色材料應(yīng)用過程中存在的問題以及有效開發(fā)利用杭錦2#土新型礦物資源，提供一種成本低廉、脫色效果好、生產(chǎn)過程基本無污染、便于實(shí)際應(yīng)用的新型高效印染廢水脫色材料的制造技術(shù)。
本發(fā)明的印染廢水脫色材料的制造方法，包括原土粗碎、加熱酸活化、堿復(fù)合、一次固液分離、造粒、烘干、煅燒、濾液回收副產(chǎn)品的工藝過程。其特征在于以杭錦2#土為原料，經(jīng)粗碎(40～80目)后，與1.0～2.5mol/L的H2SO4采用固液比為1∶2～3，在80～95℃活化1～2h，再經(jīng)3～6mol/L堿溶液中和至pH值7～8，一次固液分離，造粒(3～5mm)，90～100℃烘干，再經(jīng)750℃煅燒2～4h后即得印染廢水脫色材料。將上述制備過程產(chǎn)出的濾液進(jìn)行蒸發(fā)濃縮可得到副產(chǎn)品Na2SO4·10H2O或(NH4)2SO4。
本發(fā)明的印染廢水脫色材料與傳統(tǒng)的以粘土類礦物為原料制備的印染廢水脫色材料相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)1，作為原料的杭錦2#粘土礦物，遠(yuǎn)景地質(zhì)儲(chǔ)量約10億噸，開采容易，且自然粒度細(xì)，粗碎后即可直接使用，大幅度降低了印染廢水脫色材料的制造成本，實(shí)現(xiàn)了新型礦物資源的合理綜合利用。
2，杭錦2#粘土礦物具有比表面積大、吸附和離子交換能力強(qiáng)等特點(diǎn)，特別是富含F(xiàn)e2O3、FeO、MgO、CaO、Al2O3、MnO、稀土等多種金屬氧化物，確保了經(jīng)酸堿復(fù)合處理后的復(fù)合材料在具備一定物理吸附性能的同時(shí)，還具備了優(yōu)異的化學(xué)絮凝脫色作用。
3，酸活化后的堿復(fù)合處理，使得酸活化后原料中溶下的大量的不同種類的金屬離子沉淀后重新回到粘土中，并產(chǎn)生活性，使得脫色材料具備了更加優(yōu)異的化學(xué)綜合脫色能力。
4，酸堿復(fù)合處理，一次固液分離，有效避免了僅采用酸活化的傳統(tǒng)方法生產(chǎn)過程中酸污水的產(chǎn)生及多次洗酸的復(fù)雜性。
5，制造過程中產(chǎn)出的廢液能有效地回收副產(chǎn)品Na2SO4·10H2O或(NH4)2SO4，有效消除了制造過程中污染的產(chǎn)生。
6，只采用一次性固液分離，大大減少了廢水的產(chǎn)生量，且堿復(fù)合的pH值控制在近中性，保證了污染物排放的安全性，使材料的制造過程基本無污染、綠色環(huán)保。
7，在750℃煅燒2-4h的過程中，利用在酸堿復(fù)合過程中產(chǎn)出的超微細(xì)金屬氫氧化物以及被包裹在沉淀物顆粒間并進(jìn)入粘土結(jié)構(gòu)中的殘留硫酸鹽類中間物與粘土發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)生自粘連作用，在保證制備的顆粒脫色材料具備優(yōu)異脫色性能的同時(shí)，還能夠產(chǎn)生理想的顆粒強(qiáng)度，該脫色材料在水溶液中浸泡20天不散裂。
8，顆粒脫色材料既解決了印染廢水脫色處理后續(xù)階段的固液分離問題，并使得部分染料的回收再利用成為可能。
具體實(shí)施例方式
實(shí)例1杭錦2#粘土100kg，粗碎至80目以上，與濃度為1.0mol/L的H2SO4采用固液比為1∶3混合，在95℃活化2h，再經(jīng)5mol/LNaOH中和至pH值約7.5，一次固液分離，造粒成3～5mm的顆粒料，90℃烘干，再經(jīng)750℃煅燒3h后可得印染廢水脫色材料85kg。將產(chǎn)出的濾液進(jìn)行蒸發(fā)濃縮、結(jié)晶分離可得到Na2SO4·10H2O副產(chǎn)品約70kg，母液循環(huán)使用。該脫色材料顆粒強(qiáng)度及對(duì)不同性質(zhì)單一純?nèi)玖虾蛯?shí)際印染廢水的脫色效果見表1。
實(shí)例2杭錦2#粘土100kg，粗碎至80目以上，與濃度為1.5mol/L的H2SO4采用固液比為1∶2.5混合，在95℃活化2h，再經(jīng)5mol/LNaOH中和至pH值約7.5，一次固液分離，造粒成3～5mm的顆粒料，90℃烘干，再經(jīng)750℃煅燒3h后可得印染廢水脫色材料90kg。將產(chǎn)出的濾液進(jìn)行蒸發(fā)濃縮、結(jié)晶分離可得到Na2SO4·10H2O副產(chǎn)品約80kg，母液循環(huán)使用。該脫色材料顆粒強(qiáng)度及對(duì)不同性質(zhì)單一純?nèi)玖虾蛯?shí)際印染廢水的脫色效果見表1。
實(shí)例3杭錦2#粘土100kg，粗碎至40目以上，與濃度為2.0mol/L的H2SO4采用固液比為1∶2.0混合，在90℃活化1.5h，再經(jīng)5mol/LNaOH中和至pH值約7.5，一次固液分離，造粒成3～5mm的顆粒料，90℃烘干，再經(jīng)750℃煅燒3h后可得印染廢水脫色材料90kg。將產(chǎn)出的濾液進(jìn)行蒸發(fā)濃縮、結(jié)晶分離可得到Na2SO4·10H2O副產(chǎn)品約80kg，母液循環(huán)使用。該脫色材料顆粒強(qiáng)度及對(duì)不同性質(zhì)單一純?nèi)玖虾蛯?shí)際印染廢水的脫色效果見表1。
實(shí)例4杭錦2#粘土100kg，粗碎至40目以上，與濃度為2.5mol/L的H2SO4采用固液比為1∶2.0混合，在90℃活化1h，再經(jīng)5mol/LNaOH中和至pH值約7.5，一次固液分離，造粒成3～5mm的顆粒料，90℃烘干，再經(jīng)750℃煅燒3h后可得印染廢水脫色材料92kg。將產(chǎn)出的濾液進(jìn)行蒸發(fā)濃縮、結(jié)晶分離可得到Na2SO4·10H2O副產(chǎn)品約85kg。該脫色材料顆粒強(qiáng)度及對(duì)不同單一性質(zhì)純?nèi)玖虾蛯?shí)際印染廢水的脫色效果見表1。
表1脫色材料對(duì)不同性質(zhì)單一純?nèi)玖虾蛯?shí)際印染廢水脫色效果
權(quán)利要求
1，本發(fā)明涉及一種印染廢水脫色材料的制造方法，其特征在于它以杭錦2#土為原料，經(jīng)粗碎、酸活化、堿復(fù)合、一次固液分離、造粒、烘干、煅燒制成顆粒脫色材料。
2，根據(jù)權(quán)利要求1所述，其特征在于以內(nèi)蒙古杭錦2#土作為主原料，其粒徑為40～80目，以H2SO4為酸活化劑，酸濃度1.0～2.5mol/L，固液比1∶2～3，在80～95℃活化1～2h。
3，根據(jù)權(quán)利要求1所述，其特征在于堿復(fù)合包括采用堿中和酸活化后體系中的殘酸，并使酸活化溶出的金屬離子重新返回到沉淀物中，所使用的堿溶液濃度為3～6mol/L，堿中和的pH值為7～8，堿的種類可以是NaOH、Na2CO3、NH3·H2O中的任何一種。
4，根據(jù)權(quán)利要求1所述，其特征在于制造過程只需經(jīng)過一次固液分離，無需洗滌，濾液經(jīng)蒸發(fā)濃縮回收成Na2SO4·10H2O或(NH4)2SO4。
5，根據(jù)權(quán)利要求1所述，其特征在于造粒、烘干、煅燒過程無需任何外加粘結(jié)劑，直接制得顆粒脫色材料，其中烘干溫度90～100℃，750℃煅燒2～4h。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種印染廢水脫色材料的制造方法，其特征是以杭錦2#土為原料，經(jīng)粗碎(40～80目)后，與1.0～2.5mol/L的H
文檔編號(hào)C02F1/52GK1858006SQ20061002064
公開日2006年11月8日 申請(qǐng)日期2006年4月3日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月3日
發(fā)明者姚亞東, 尹光福, 郭向利, 羅勇, 康云清, 卓浪, 賀異昱, 張磊, 梁瑩 申請(qǐng)人:四川大學(xué)