專利名稱：一種低溫?zé)Y(jié)型凹土基直飲水濾料的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于水處理領(lǐng)域，具體涉及一種低溫?zé)Y(jié)型凹土基直飲水濾料的制備方 法。
背景技術(shù)：
水是生命之源，飲用水安全關(guān)系到千家萬(wàn)戶的利益。在我國(guó)廣大農(nóng)村地區(qū)和城市 邊緣地區(qū)，地下水仍是人們獲得飲用水的重要來(lái)源，但地下水存在很多安全隱患，其中突出 問(wèn)題是硬度偏高，即Ca2+，Mg2+含量偏高，部分地區(qū)總硬度甚至高達(dá)2000-4000mg/l，無(wú)法通 過(guò)簡(jiǎn)單過(guò)濾、沉淀、煮沸等方法去除，易造成腸胃系統(tǒng)疾病和腎結(jié)石。另外，地下水中鐵、錳、 鉻等常見(jiàn)重金屬離子具有積累作用，長(zhǎng)期飲用也會(huì)嚴(yán)重威脅居民的身體健康。目前硬水軟 化和去除重金屬離子的主流技術(shù)是離子交換樹(shù)脂、反滲透等工藝，較為昂貴和復(fù)雜，且功能 單一，難以在農(nóng)村地區(qū)推廣使用。因此，發(fā)展一種簡(jiǎn)單、高效、安全的直飲水制備技術(shù)，對(duì)于 自來(lái)水管網(wǎng)尚未覆蓋到的廣大農(nóng)村地區(qū)乃至城市家用硬水軟化市場(chǎng)具有重要的經(jīng)濟(jì)意義 和社會(huì)價(jià)值。凹凸棒石黏土(以下簡(jiǎn)稱凹土)是一種重要的非金屬礦物，具有廉價(jià)易得，對(duì)生物 無(wú)毒性、比表面積大、吸附能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，對(duì)于有機(jī)物、重金屬、濁度、色度均有一定的脫除 能力，是一種重要的環(huán)境材料。凹土良好的吸附性能是凹土最重要的應(yīng)用性能之一，但天然 凹土表面電荷較少，陽(yáng)離子交換量較低，對(duì)金屬離子吸附能力不高；顆粒狀凹土吸附劑制備 過(guò)程中需高溫?zé)Y(jié)以達(dá)到一定強(qiáng)度，避免在水中散失，而高溫往往會(huì)造成孔結(jié)構(gòu)塌陷，比表 面積下降，導(dǎo)致吸附能力降低。凹土顆粒吸附劑專用于對(duì)水中金屬離子的吸附目前尚未見(jiàn)到報(bào)道，但使用水玻璃 為粘結(jié)劑制備凹土顆粒吸附劑主要有如下專利中國(guó)專利CN 200610088249. 8描述了一種氨制冷用凹土基復(fù)合吸附劑及其制備 和應(yīng)用，將水溶性堿土金屬氯化物、凹凸棒土、擴(kuò)孔劑和粘結(jié)劑(3-7% )復(fù)配并燒結(jié)。中國(guó)專利CN 200910144730. 8描述了凹凸棒石粘土除磷吸附劑的制備方法及其 應(yīng)用，其將凹土含水量調(diào)整為40-50 %，并添加1-10%的粘結(jié)劑水玻璃，燒結(jié)后制備出除磷 顆粒吸附劑。以上兩個(gè)專利應(yīng)用到以水玻璃為粘結(jié)劑，但并未針對(duì)金屬離子的吸附進(jìn)行表面改 性；且沒(méi)有與其他非金屬礦物進(jìn)行復(fù)配，以改善濾料吸附能力；水玻璃添加量也較低，不高 于 10%。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種低溫?zé)Y(jié)型凹土基直飲水濾料的制備方法，該制備 方法利用粘結(jié)劑降低燒結(jié)溫度，避免高溫帶來(lái)的吸附能力下降。本發(fā)明的技術(shù)解決方案是凹土與非金屬材料復(fù)配，加入水玻璃攪拌均勻，造粒后 進(jìn)行低溫?zé)Y(jié)，最后進(jìn)行表面堿改性即得成品。
本發(fā)明的一種低溫?zé)Y(jié)型凹土基直飲水濾料的制備方法的具體步驟如下(1)復(fù)配凹土與非金屬材料依質(zhì)量比1-9 1混合均勻得預(yù)混粉，其中非金屬材 料為粉煤灰、蒙脫土、高嶺土中的一種；(2)攪拌在上述預(yù)混粉中加入水玻璃攪拌均勻，水玻璃加入量為預(yù)混粉質(zhì)量的 30-50% ；(3)造粒將上述混合料通過(guò)擠塑機(jī)進(jìn)行造粒得濾料顆粒，并自然風(fēng)干；(4)燒結(jié)濾料顆粒在350-400°C燒結(jié)成型；(5)表面改性燒結(jié)成型的濾料顆粒于0. 05mol/l NaOH堿液中浸泡24h，水洗至中 性，烘干或晾干即得成品濾料。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于1、加工工藝簡(jiǎn)便易行，成本較低；2、添加粘結(jié)劑水玻璃，可以 在保持顆粒強(qiáng)度的基礎(chǔ)上，有效降低燒結(jié)溫度，從而降低成本；3、水玻璃的添加，可提高某 些金屬離子如鈣、鎂的去除率；4、選擇性的加入粉煤灰、蒙脫土、高嶺土等不同復(fù)配材料，以 優(yōu)化對(duì)不同金屬離子和有機(jī)物的吸附能力；5、本方法主要使用凹土同非金屬礦物進(jìn)行復(fù) 配，并添加粘結(jié)劑水玻璃，不高于40(TC進(jìn)行低溫?zé)Y(jié)并進(jìn)行表面改性，在保持一定顆粒機(jī) 械強(qiáng)度的基礎(chǔ)上獲得對(duì)鈣、鎂、鐵、錳等各種金屬離子和各類有機(jī)物良好的去除能力，產(chǎn)品 可用于直飲水和自來(lái)水制備的前處理工藝；6、本發(fā)明將水玻璃的添加量增加至30%以上， 可明顯提高濾料顆粒的機(jī)械強(qiáng)度、降低燒結(jié)溫度，并提高對(duì)各種金屬離子的吸附能力。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)解決方案做進(jìn)一步的描述，這些實(shí)施例不能 理解為是對(duì)技術(shù)解決方案的限制。實(shí)施例1 依以下具體步驟制備凹土基直飲水濾料(1)復(fù)配凹土與非金屬材料依質(zhì)量比1 1混合均勻得預(yù)混粉，其中非金屬材料 為粉煤灰；(2)攪拌在上述預(yù)混粉中加入預(yù)混粉重量的30%的水玻璃攪拌均勻得混合料；(3)造粒將上述混合料通過(guò)擠塑機(jī)進(jìn)行造粒得濾料顆粒，并自然風(fēng)干；(4)燒結(jié)濾料顆粒在350°C燒結(jié)成型；(5)表面改性燒結(jié)成型的濾料顆粒于0. 05mol/lNa0H堿液中浸泡24h，水洗至中 性，烘干或晾干即得成品濾料。經(jīng)檢測(cè)，成品濾料鈣飽和吸附量為7. 5mg/g,鎂吸附量為1. 50mg/g,硬度為45N。實(shí)施例2 依以下具體步驟制備凹土基直飲水濾料(1)復(fù)配凹土與非金屬材料依質(zhì)量比5 1混合均勻得預(yù)混粉，其中非金屬材料 為蒙脫土 ；(2)攪拌在上述預(yù)混粉中加入預(yù)混粉重量的40%的水玻璃攪拌均勻得混合料；(3)造粒將上述混合料通過(guò)擠塑機(jī)進(jìn)行造粒得濾料顆粒，并自然風(fēng)干；(4)燒結(jié)濾料顆粒在375°C燒結(jié)成型；(5)表面改性燒結(jié)成型的濾料顆粒于0. 05mol/lNa0H堿液中浸泡24h，水洗至中 性，烘干或晾干即得成品濾料。經(jīng)檢測(cè)，成品濾料鈣飽和吸附量為8. 10mg/g,鎂吸附量為1. 60mg/g,硬度為90N。
實(shí)施例3 依以下具體步驟制備凹土基直飲水濾料(1)復(fù)配凹土與非金屬材料依質(zhì)量比9 1混合均勻得預(yù)混粉，其中非金屬材料 為高嶺土；(2)攪拌在上述預(yù)混粉中加入預(yù)混粉重量的50%的水玻璃攪拌均勻得混合料；(3)造粒將上述混合料通過(guò)擠塑機(jī)進(jìn)行造粒得濾料顆粒，并自然風(fēng)干；(4)燒結(jié)濾料顆粒在400°C燒結(jié)成型；(5)表面改性燒結(jié)成型的濾料顆粒于0. 05mol/lNa0H堿液中浸泡24h，水洗至中 性，烘干或晾干即得成品濾料。經(jīng)檢測(cè)，成品濾料鈣飽和吸附量為9. 30mg/g,鎂吸附量為1. 70mg/g,硬度為120N。
權(quán)利要求
一種低溫?zé)Y(jié)型凹土基直飲水濾料的制備方法，其特征在于凹土與非金屬材料復(fù)配，加入水玻璃攪拌均勻，造粒后進(jìn)行低溫?zé)Y(jié)，最后進(jìn)行表面堿改性即得成品。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低溫?zé)Y(jié)型凹土基直飲水濾料的制備方法，其特征在于 該制備方法的具體步驟如下(1)復(fù)配凹土與非金屬材料依質(zhì)量比1-9 1混合均勻得預(yù)混粉，其中非金屬材料為 粉煤灰、蒙脫土、高嶺土中的一種；(2)攪拌在上述預(yù)混粉中加入水玻璃攪拌均勻，水玻璃加入量為預(yù)混粉質(zhì)量的 30-50% ；(3)造粒將上述混合料通過(guò)擠塑機(jī)進(jìn)行造粒得濾料顆粒，并自然風(fēng)干；(4)燒結(jié)濾料顆粒在350-400°C燒結(jié)成型；(5)表面改性燒結(jié)成型的濾料顆粒于0.05mol/lNa0H堿液中浸泡24h，水洗至中性，烘 干或晾干即得成品濾料。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種低溫?zé)Y(jié)型凹土基直飲水濾料的制備方法，凹土與非金屬材料復(fù)配，加入水玻璃攪拌均勻，造粒后進(jìn)行低溫?zé)Y(jié)，最后進(jìn)行表面堿改性即得成品。該制備方法利用粘結(jié)劑降低燒結(jié)溫度，避免高溫帶來(lái)的吸附能力下降，主要應(yīng)用于直飲水或自來(lái)水的前處理，可有效降低水中鈣、鎂、鐵、錳等金屬離子和有機(jī)物的含量。
文檔編號(hào)B01J20/12GK101898058SQ201010234228
公開(kāi)日2010年12月1日 申請(qǐng)日期2010年7月22日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月22日
發(fā)明者吳劍, 端木傳嵩, 金葉玲, 陳靜, 馬喜君 申請(qǐng)人:淮陰工學(xué)院