專利名稱：一種煤矸石活化制作吸附材料的新工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及煤矸石的綜合利用，涉及一種對煤矸石進行活化加工的新工藝，使活化后的煤矸石用于處理造紙廢水和生活污水，吸附其中的COD和金屬離子廢 水。二、 背景技術(shù)目前，造紙廢水的處理是當(dāng)今社會面臨的環(huán)境問題之一，采用活性碳等化 學(xué)試劑處理造紙廢水，雖說處理效果可以達到國家環(huán)保要求，但是成本太高。 煤矸石是煤礦的廢棄物之一，含有大量的的硅酸鹽和硅鋁酸鹽， 一般以高嶺石 的形式存在，它們在高溫焙燒(550 850。C)過程中發(fā)生強烈的吸熱反應(yīng)和脫水作 用，并釋放出一定的活性，表面和內(nèi)在的空隙率大大提高，且容易被酸和堿溶 解。含碳量高的煤矸石經(jīng)焙燒后發(fā)生體積膨脹，其表面和內(nèi)部形成大量的微孔， 表面呈蜂窩狀結(jié)構(gòu)，這些曝露于表面的空穴對水體和空氣中的化學(xué)物質(zhì)具有一 定的吸附性能;煤矸石活化后具有吸附作用、凝聚作用、助凝作用和沉淀作用，常 常是幾種作用綜合的結(jié)果。它是一種廉價的吸附材料，有時可以代替活性碳、 硅膠等專用吸附劑。本發(fā)明采用一種新工藝對煤矸石進行活化處理，可以將煤 矸石轉(zhuǎn)變?yōu)橐环N新的復(fù)合材料，內(nèi)含大量活性的Y一Al203，從而極大地提高了 煤矸石的吸附性質(zhì)，活化后的煤矸石可用于處理造紙廢水。三、 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是為了提供一種對煤矸石進行活化的新工藝，提高煤矸石的 吸附等綜合性能，將活化后的煤矸石用于處理造紙廢水。一種用于處理造紙廢水的活化煤矸石制備新工藝，首先將煤矸石按照下列程序進行處理原始煤矸石一粉碎一磨細一高溫焙燒，在500 800。c焙燒 1.5 2.5小時。在98 'c下，取濃度為95 98.5%的硫酸加入一定量煤矸石，配制 成固液比為l: 1.8 2.2(煤矸石的質(zhì)量與硫酸體積之比)(g/mL)，于恒溫水浴 鍋中加熱至46 52 。C，對煤矸石進行活化，然后用離心機對其進行固液分離， 將分離出的固體物放到烘箱中加熱到95 105 'C，烘干4 6小時。烘干后的 煤矸石即可用于處理造紙廢水中的CODo。本發(fā)明通過用硫酸對煤矸石進行活化處理，可以將煤矸石轉(zhuǎn)變?yōu)橐环N新的 復(fù)合材料，有新生成的y—A1203，煤矸石的體積發(fā)生膨脹，產(chǎn)生大量的微小 的空穴，這種活性的Y—A1203能與稀酸發(fā)生反應(yīng)生成具有吸附性能的膠狀物 質(zhì)，從而極大地提高了煤矸石的吸附性能，實驗表明，使用改性后的煤矸石處 理造紙廢水，不僅成本低，而且可以達到國家關(guān)于造紙廢水排放CODa的含量 標(biāo)準(zhǔn)。四具體實施方式
實施例1:將500g煤矸石粉碎、磨細至60目，然后在500 。C下進行焙燒， 加入1000mL濃度為98.0%的硫酸，配制成固液比為1: 2 (g/mL)的混合液，于 恒溫水浴鍋中加熱至48 。c，維持2小時，對煤矸石進行活化，然后用離心機對 其進行固液分離，將分離出的固體物放到烘箱中加熱至100。c，烘干5小時。 取5g經(jīng)過活化烘干的煤矸石，在模擬水流的條件下用來處理造紙廢水，取造 紙廢水的體積為1L，pH為12、原液CODcr為930mg/L，攪拌時間為30分鐘， 處理后廢水中CODo為196mg/L，其吸附率可達78.9%，滿足國家造紙污水排 放標(biāo)準(zhǔn)(CODCr<400mg/L， GB3544—2001， 2001-11-12發(fā)布，2002-01-01實 施)。實施例2:將500g煤矸石粉碎、磨細至60目，然后在650。C下進行焙燒，加入1100mL濃度為95.0。/。的硫酸,配制成固液比為1: 2.2(g/mL)的混合液，于 恒溫水浴鍋中加熱至52。C，維持2.5小時，對煤矸石進行活化，然后用離心機 對其進行固液分離，將分離出的固體物放到烘箱中加熱至95。c，烘干4小時。 活化后的煤矸石可以用來處理造紙廢水中的COD"滿足國家造紙污水排放標(biāo) 準(zhǔn)(CODCr<400mg/L， GB3544—2001， 2001-11-12發(fā)布，2002-01-01實施)。 實施例3:將500g煤矸石粉碎、磨細至60目，然后在800 。C下進行焙燒， 加入900mL濃度為97.5%的硫酸,配制成固液比為1: 1.8 (g/mL)的混合液，于 恒溫水浴鍋中加熱至46。C，維持1.5小時，對煤矸石進行活化，然后用離心機 對其進行固液分離，將分離出的固體物放到烘箱中加熱至105。C，烘干6小時。 活化后的煤矸石可以用來處理造紙廢水中的CODo,滿足國家造紙污水排放標(biāo) 準(zhǔn)(CODCr<400mg/L， GB3544—2001， 2001-11-12發(fā)布，2002-01-01實施)。
權(quán)利要求
1.一種煤矸石活化制作吸附材料的新工藝，其特征在于原始煤矸石粉碎、磨細至60目，在500～800℃下進行焙燒，加入900～1100mL濃度為95％～98％的硫酸，配制成固液比為1∶1.8～1∶2.2(g/mL)的混合液，于恒溫水浴鍋中加熱至46～52℃，維持1.5～2.5小時，對煤矸石進行活化，然后用離心機對其進行固液分離，將分離出的固體物放到烘箱中加熱至95～105℃，烘干4～6小時。
全文摘要
本發(fā)明涉及煤矸石的綜合利用，涉及一種對煤矸石進行改性加工的新工藝，使改性后的煤矸石用于處理造紙廢水。取濃度一定濃度的鹽酸，加入一定量煤矸石，配制成混合液，加熱到一定溫度，維持一定時間，對煤矸石進行改性，然后用離心機對其進行固液分離，將分離出的固體物烘干。本發(fā)明通過用鹽酸對煤矸石進行改性處理，可以將煤矸石轉(zhuǎn)變?yōu)橐环N新的具有活性的γ-Al₂O₃，從而極大地提高了煤矸石的吸附等綜合性能，實驗表明，使用改性后的煤矸石處理造紙廢水，不僅成本低，而且可以達到國家關(guān)于造紙廢水排放中COD_Cr的含量標(biāo)準(zhǔn)。
文檔編號B01J20/30GK101274267SQ20071030005
公開日2008年10月1日 申請日期2007年12月22日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月22日
發(fā)明者于立竟, 馮有利 申請人:河南理工大學(xué)