一種無機(jī)礦物水處理劑及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于無機(jī)水處理劑領(lǐng)域，特別涉及一種纖維多孔沸石水處理劑及其制備方法，它由50-60份天然沸石、25-30份紅色火山石、8-15份天然纖維、3-4份亞鐵鹽和1-2份質(zhì)量濃度為35%H2O2水溶液組成；其制備方法為：將天然沸石和火山石混合，經(jīng)破碎、酸洗滌、紅外光照射等處理，再將天然纖維和沸石與火山石混合物在真空條件下混合，加入可溶性亞鐵溶液，稍后加入H2O2水溶液，攪拌干燥，高溫煅燒，冷卻烘干，即為本發(fā)明所述無機(jī)礦物水處理劑。該水處理劑具有較大的吸附空間和吸附力，可解決現(xiàn)有水處理劑對(duì)成分復(fù)雜的污水處理效果不明顯、對(duì)環(huán)境污染等問題。本發(fā)明所述的水處理劑易再生，不會(huì)造成二次污染，能廣泛應(yīng)用于各類污水的凈化處理。
【專利說明】一種無機(jī)礦物水處理劑及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及水處理劑領(lǐng)域，具體涉及一種以天然沸石和天然纖維為主要原料的無機(jī)礦物水處理劑及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]水處理劑是工業(yè)用水、生活用水、廢水處理過程中所必須使用的化學(xué)藥劑。這些化學(xué)藥劑的使用，使水達(dá)到一定的質(zhì)量要求。其主要作用是控制水垢、污泥的形成，減少泡沫，減少對(duì)與水接觸的材料的腐蝕，除去水中的懸浮固體和有毒物質(zhì)，除臭、脫色，軟化、穩(wěn)定水質(zhì)及海水淡化等。水處理行業(yè)本身的發(fā)展所依賴的物質(zhì)基礎(chǔ)也取自于環(huán)境，其許多產(chǎn)品還有許多不符合環(huán)保的要求，如有毒、高磷、重金屬的藥劑或配方產(chǎn)品，目前的技術(shù)上還不能滿足水處理的需求，因此，水處理行業(yè)本身也面臨著技術(shù)創(chuàng)新、發(fā)展的需求等問題，開發(fā)出低毒、甚至無毒的與環(huán)境友好的綠色水處理產(chǎn)品以及合理、經(jīng)濟(jì)、安全的綠色水處理工藝，是目前水處理領(lǐng)域的迫切需求。而沸石具有吸附性、離子交換性、催化和耐酸耐熱等性能，可用作吸附劑、離子交換劑和催化劑，用于污水處理等方面，具有廣泛的市場(chǎng)應(yīng)用前
旦
-5^ O
[0003]天然沸石表面硅氧結(jié)構(gòu)具有極強(qiáng)的親水性，且結(jié)構(gòu)外部陽(yáng)離子易水解，導(dǎo)致天然沸石吸附有機(jī)物的性能極差，并且硅鋁結(jié)構(gòu)本身帶負(fù)電荷，故天然沸石難以去除水中的陰離子污染物。因此，對(duì)天然沸石進(jìn)行改性，提高其對(duì)有機(jī)物和陰離子的吸附能力，能夠使天然沸石更為廣泛地應(yīng)用于水處理領(lǐng)域天然沸石經(jīng)過改性，可以明顯提高其孔隙率及表面活性，提高吸附性能、離子交換性能及交換量等，從而提高其使用價(jià)值。改性沸石包括范圍很廣，從經(jīng)簡(jiǎn)單的離子交換處理直到結(jié)構(gòu)完全崩塌而得到的產(chǎn)品都屬改性沸石范圍。
[0004]多孔沸石材料是含有豐富多孔的結(jié)晶沸石，不僅保留了沸石材料優(yōu)良的酸性和水熱穩(wěn)定性，而且由于新孔的引入改善了其對(duì)大分子的吸附和擴(kuò)散性能，在催化領(lǐng)域特別是涉及大分子的催化反應(yīng)中是極有應(yīng)用前景的材料。早期的多孔沸石合成方法主要是使用后處理，包括水熱處理、酸處理或者堿處理。近年來模板的使用成為合成多孔沸石的主要方法，主要包括介孔碳模板、高分子聚合物、有機(jī)硅烷以及納米無機(jī)物等。但是現(xiàn)有模板法對(duì)環(huán)境污染大、成本高、晶化時(shí)間長(zhǎng)等缺點(diǎn)，不宜廣泛使用。
[0005]中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)?01210382889.5,201210010532.4 和 201310414937.9，通過沸石
與其他共混物混凝吸附或者金屬改性，提高吸附和沉淀效果，金屬物質(zhì)的加入可改變水質(zhì)活性，但所用吸附劑均為天然物質(zhì)，吸附性能有限，且金屬改性后吸附對(duì)象單一，對(duì)有機(jī)物、金屬等污染物只能部分吸附，且金屬活性物質(zhì)的加入，會(huì)造成對(duì)水體的二次污染，吸附后的污泥處理麻煩，易對(duì)環(huán)境造成二次污染。
[0006]中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)?01310543704.9和200810143851.6，通過沸石經(jīng)堿處理和表面改性，但改性劑的具有的吸附選擇性，只能吸附某種或是某類污染物，所以對(duì)成分復(fù)雜污水的處理該處理劑不具有明顯的效果。[0007]中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)?01210020674.9和201110321285.5，將沸石經(jīng)過堿處理，微波處
理，酸處理等，使沸石有效孔徑增大并促進(jìn)介孔結(jié)構(gòu)的產(chǎn)生，但所用處理劑為氫氧化鈉、氫氧化鋰、氫氧化鉀、硫酸、硝酸等強(qiáng)堿強(qiáng)酸，大規(guī)模生產(chǎn)中具有較高危險(xiǎn)性，且廢水排放易造成水質(zhì)、空氣等的二次污染。
[0008]中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)?00810080287.8和200810080287.8，用模板法改性沸石，使改性后的沸石為有序多孔材料，但模板劑對(duì)多為非綠色助劑，易對(duì)環(huán)境造成污染，制造過程中晶化時(shí)間長(zhǎng),使生產(chǎn)成本較高。
[0009]沸石在污水處理中的應(yīng)用較為廣泛，但現(xiàn)有技術(shù)存在對(duì)成分復(fù)雜的污水處理效果差，所用助劑易對(duì)水源造成二次污染，制作成本高，工藝流程復(fù)雜等問題。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有無機(jī)水處理劑吸附量少、吸附力小以及對(duì)環(huán)境污染，制作成本高，工藝復(fù)雜等問題，提供一種主要成分為天然沸石和天然纖維制成的纖維多孔無機(jī)礦物水處理劑。
[0011]本發(fā)明進(jìn)一步提供一種無機(jī)礦物水處理劑的制備方法，該方法通過粉碎天然沸石、微細(xì)化天然纖維物質(zhì)，并在真空條件下均勻混合兩種物質(zhì)，經(jīng)高溫灼燒，天然纖維留在沸石空隙中，使沸石形成纖維多孔狀結(jié)構(gòu)，從而提高沸石對(duì)污水的凈化處理能力。
[0012]本發(fā)明一種無機(jī)礦物水處理劑，其特征在于重量份組成為:50-60份天然沸石、25-30份紅色火山石、8-15份天然纖維、3-4份亞鐵鹽和1_2份質(zhì)量濃度為35%的H2O2水溶液組成，其中所述的天然沸石選用方沸石、鈣十字沸石、鈉沸石、片沸石、斜發(fā)沸石、菱沸石、八面沸石中的至少一種，所述的天然纖維選用谷殼、秸桿、亞麻、木棉、甘蔗中的至少一種，所述的亞鐵鹽選用FeS04、FeCl2中的一種。
[0013]上述的一種無機(jī)礦物水處理劑，其特征在于:所述的天然沸石優(yōu)選為八面沸石。
[0014]上述的一種無機(jī)礦物水處理劑，其特征在于:所述的亞鐵鹽與H2O2質(zhì)量比優(yōu)選為m (Fe2+) /m (H2O2) =8。
[0015]本發(fā)明所述的一種無機(jī)礦物水處理劑的制備方法，其特征在于:按如下步驟進(jìn)行:
1)將50-60份天然沸石和25-30份火山石混合破碎至粒徑<50 μ m,經(jīng)乙二胺四乙酸浸泡2-5h，再用濃度為6M/L的鹽酸洗滌，加熱回流8-10h，用蒸餾水洗凈，在6(T200°C下干燥24h，并用波長(zhǎng)為750nm的紅外光照射3_6h，有利于多孔的形成；
2)將8-15份天然纖維物質(zhì)充分微細(xì)化，過2000目分子篩，且纖維條長(zhǎng)度小于I)中處理后所得物質(zhì)的顆粒直徑；
3)將I)與2)所得的物質(zhì)在1.5-2.5MPa真空條件下均勻混合，使天然纖維進(jìn)入到I)所得物質(zhì)顆粒內(nèi)的空隙中，并于馬弗爐700-1000°C下煅燒3h-8h，使I)所得物質(zhì)內(nèi)形成纖維狀多孔結(jié)構(gòu)，纖維多孔沸石基體成型；
4)將3)所得物質(zhì)加入去離子水中，再加入3-4份的亞鐵鹽，攪拌混合，在0.5h-l.5h內(nèi)滴加1-2份的35%的H2O2水溶液，勻速攪拌，在40-100°C下反應(yīng)20h，反應(yīng)結(jié)束，離心，過濾，將得到的沉淀作為胚料，通過流化床，即可制得一種無機(jī)礦物水處理劑。
[0016]上述的一種無機(jī)礦物水處理劑的制備方法，其特征在于:在制作過程步驟3)中，混合物在轉(zhuǎn)速為120r/min的真空攪拌機(jī)中均勻混合。
[0017]上述的一種無機(jī)礦物水處理劑的制備方法，其特征在于:在制作過程中步驟4)中加入的去離子水體積為步驟3)所得物質(zhì)體積的0.8-1.5倍。
[0018]本發(fā)明用天然沸石和天然纖維，經(jīng)由紅外光照射，真空混合，高溫灼燒等工藝，制得一種纖維多孔狀沸石水處理劑；所用組分成本低，對(duì)環(huán)境友好，易于回收，可大規(guī)模生產(chǎn)。
[0019]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，有益之處主要體現(xiàn)在:
(1)天然沸石和天然纖維經(jīng)過改性、真空混合等處理，使沸石對(duì)各污染物的吸附量增大、吸附力增強(qiáng)；
(2)改性沸石和微細(xì)化的天然纖維在真空條件下均勻混合，使纖維物質(zhì)進(jìn)入到沸石空隙中，再經(jīng)由高溫灼燒，形成纖維多孔狀結(jié)構(gòu)的沸石，有效增大比表面積的同時(shí)，改變了孔徑大小，使分子量較小，不易被吸附的物質(zhì)也能被除去，從而達(dá)到對(duì)多種污染物高吸附量的效果；
(3)本發(fā)明制備工藝簡(jiǎn)單，成本低，并且易于回收，可重復(fù)利用，環(huán)境友好，適宜大規(guī)模生產(chǎn)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1是本發(fā)明一種無機(jī)礦物水處理劑的制備流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021]以下通過【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明，但不應(yīng)將此理解為本發(fā)明的范圍僅限于以下的實(shí)例。在不脫離本發(fā)明上述方法思想的情況下，根據(jù)本領(lǐng)域普通技術(shù)知識(shí)和慣用手段做出的各種替換或變更，均應(yīng)包含在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
[0022]實(shí)施例1
1)將IOKG八面沸石和5KG紅色火山石混合破碎至粒徑為40μ m,經(jīng)乙二胺四乙酸浸泡3h，用濃度為6M/L的鹽酸洗滌，加熱回流8h，再用蒸餾水洗凈，在150°C下干燥24h，并用波長(zhǎng)為750nm的紅外光照射6h,有利于多孔的形成；
2)將2KG干稻桿充分微細(xì)化,過2000目分子篩,且纖維條長(zhǎng)度為30μηι;
3)將I)與2)所得的物質(zhì)在2.5MPa真空條件下均勻混合，于馬弗爐800°C下煅燒5h，使I)所得物質(zhì)內(nèi)形成纖維狀多孔結(jié)構(gòu)，纖維多孔沸石基體成型；
4)將3)所的物質(zhì)加入體積為3)步驟所的物質(zhì)總體積1.5倍的去離子水中，再加入的0.75KGFeS04,攪拌混合，在Ih內(nèi)滴加0.3KG質(zhì)量濃度為35%的H2O2水溶液；勻速攪拌，在100°C下反應(yīng)20h;反應(yīng)結(jié)束，離心，過濾，將得到的沉淀作為胚料，通過流化床，即可制得一種無機(jī)礦物水處理劑。
[0023]將實(shí)施例1所得水處理劑加入某水處理廠進(jìn)口處污水，將本發(fā)明水處理劑按所需
處理水質(zhì)量的0.30%加入到污水中。處理前后水質(zhì)指標(biāo)如下表:
_處理前(mg/L) 處理后(mg/L)
圣物耗氧量(BOD5)~251.24
花學(xué)耗氧量(C0D?) T570.21
為氮含量(T-N)25.40.62
_含量(T-P)|3.1I痕量實(shí)施例2
1)將5KG菱沸石和2.5KG紅色火山石混合破碎至粒徑為40 μ m,經(jīng)乙二胺四乙酸浸泡3h，用濃度為6M/L的鹽酸洗滌，加熱回流8h，再用蒸餾水洗凈，在150°C下干燥24h，并用波長(zhǎng)為750nm的紅外光照射6h,有利于多孔的形成；
2)將2KG干甘蔗莖充分微細(xì)化，過2000目分子篩，且纖維條長(zhǎng)度為35μ m ;
3)將I)與2)所得的物質(zhì)在2.5MPa真空條件下均勻混合，于馬弗爐800°C下煅燒5h，使I)所得物質(zhì)內(nèi)形成纖維狀多孔結(jié)構(gòu)，纖維多孔沸石基體成型；
4)將3)所的物質(zhì)加入體積為3)步驟所的物質(zhì)總體積0.9倍的去離子水中，再加入的
0.45KGFeS04，攪拌混合，在Ih內(nèi)滴加0.15KG質(zhì)量濃度為35%的H2O2水溶液；勻速攪拌，在100°C下反應(yīng)20h;反應(yīng)結(jié)束，離心，過濾，將得到的沉淀作為胚料，通過流化床，即可制得一種無機(jī)礦物水處理劑。
[0024]將實(shí)施例2所得水處理劑加入某造紙廠污水中，將本發(fā)明水處理劑按所需處理水質(zhì)量的0.95%加入到污水中。處理前后水質(zhì)指標(biāo)如下表:
【權(quán)利要求】
1.一種無機(jī)礦物水處理劑，其特征在于重量份組成為:50-60份天然沸石、25-30份紅色火山石、8-15份天然纖維、3-4份亞鐵鹽和1-2份質(zhì)量濃度為35%的H2O2水溶液組成，其中所述的天然沸石選用方沸石、鈣十字沸石、鈉沸石、片沸石、斜發(fā)沸石、菱沸石、八面沸石中的至少一種，所述的天然纖維選用谷殼、秸桿、亞麻、木棉、甘蔗中的至少一種，所述的亞鐵鹽選用FeS04、FeCl2中的一種。
2.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的一種無機(jī)礦物水處理劑，其特征在于:所述的天然沸石優(yōu)選為八面沸石。
3.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的一種無機(jī)礦物水處理劑，其特征在于:所述的亞鐵鹽與H2O2質(zhì)量比優(yōu)選為m (Fe2+) /m (H2O2) =8。
4.一種無機(jī)礦物水處理劑的制備方法，其特征在于:按如下步驟進(jìn)行: 1)將50-60份天然沸石和25-30份火山石混合破碎至粒徑<50 μ m,經(jīng)乙二胺四乙酸浸泡2-5h，再用濃度為6M/L的鹽酸洗滌，加熱回流8-10h，用蒸餾水洗凈，在6(T200°C下干燥24h，并用波長(zhǎng)為750nm的紅外光照射3_6h，有利于多孔的形成； 2)將8-15份天然纖維物質(zhì)充分微細(xì)化，過2000目分子篩，且纖維條長(zhǎng)度小于I)中處理后所得物質(zhì)的顆粒直徑； 3)將I)與2)所得的物質(zhì)在1.5-2.5MPa真空條件下均勻混合，使天然纖維進(jìn)入到I)所得物質(zhì)顆粒內(nèi)的空隙中，并于馬弗爐700-1000°C下煅燒3h-8h，使I)所得物質(zhì)內(nèi)形成纖維狀多孔結(jié)構(gòu)，纖維多孔沸石基體成型； 4)將3)所得物質(zhì)加入去離子水中，再加入3-4份亞鐵鹽，攪拌混合，在0.5h-l.5h內(nèi)滴加1-2份35%的H2O2水溶液，勻速攪拌，在40-100°C下反應(yīng)20h，反應(yīng)結(jié)束，離心，過濾，將得到的沉淀作為胚料，通過流化床，即可制得一種無機(jī)礦物水處理劑。
5.根據(jù)權(quán)利要求3中所述的一種無機(jī)礦物水處理劑的制備方法，其特征在于:在制作過程步驟3)中，混合物在轉(zhuǎn)速為120r/min的真空攪拌機(jī)中均勻混合。
6.根據(jù)權(quán)利要求4中所述的一種無機(jī)礦物水處理劑的制備方法，其特征在于:在制作過程中步驟4)中加入的去離子水體積為步驟3)所得物質(zhì)體積的0.8-1.5倍。
【文檔編號(hào)】B01J20/24GK104001479SQ201410229891
【公開日】2014年8月27日 申請(qǐng)日期:2014年5月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月28日
【發(fā)明者】陳慶, 李紫薇 申請(qǐng)人:成都新柯力化工科技有限公司