本發(fā)明屬于煤化工領(lǐng)域，具體涉及一種活性焦的制備方法。

背景技術(shù)：

電鍍廢水的來源一般為:(1)鍍件清洗水;(2)廢電鍍液;(3)其他廢水，包括沖刷車間地面，刷洗極板洗水，通風(fēng)設(shè)備冷凝水，以及由于鍍槽滲漏或操作管理不當(dāng)造成的"跑、冒、滴、漏"的各種槽液和排水;(4)設(shè)備冷卻水，冷卻水在使用過程中除溫度升高以外，未受到污染。電鍍廢水的水質(zhì)、水量與電鍍生產(chǎn)的工藝條件、生產(chǎn)負(fù)荷、操作管理與用水方式等因素有關(guān)。電鍍廢水的水質(zhì)復(fù)雜，成分不易控制，其中含有鉻、鎘、鎳、銅、鋅、金、銀等重金屬離子和氰化物等，有些屬于致癌、致畸、致突變的劇毒物質(zhì)。

現(xiàn)在對(duì)電鍍廢水的處理主要為化學(xué)法，即向廢水中投加藥劑，使其中的有毒物質(zhì)轉(zhuǎn)化成為無毒物質(zhì)或毒性大為降低的沉淀物。費(fèi)用高，操作繁瑣，對(duì)場所要求高，而且對(duì)環(huán)境也有影響?，F(xiàn)在比較熱門的是通過生物處理法處理，即加入特殊菌種來代謝去除有害物質(zhì)，但是這種方法存在耗時(shí)長的問題。

活性焦是含碳吸附劑的一種，它是以褐煤為主要原料研制出的沒有得到充分干餾或活化的多孔物質(zhì)，具有吸附和催化雙重性能。因?yàn)橘Y源優(yōu)勢的存在，活性焦是一種高性價(jià)比的污水深度處理凈化材料。與活性炭相比，活性焦不僅具有官能團(tuán)豐富、吸附效率高的優(yōu)點(diǎn)，而且又克服了其價(jià)格高、機(jī)械強(qiáng)度低、易粉碎的缺點(diǎn)，在水處理中表現(xiàn)出更為廣闊的應(yīng)用前景。但由于活性焦的結(jié)構(gòu)以碳為主，表面極性較低，與重金屬的結(jié)合能力偏弱，對(duì)廢水中重金屬的吸附能力較低。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明針對(duì)上述問題，提供一種活性焦的制備方法。

本發(fā)明所采取的技術(shù)方案如下：一種活性焦的制備方法，包括以下步驟：

（1）將煤原料在400℃-700℃下炭化為煤半焦，炭化時(shí)間為6-12小時(shí)；

（2）將步驟（1）中的煤半焦粉碎至合適的粒徑，合適的粒徑范圍為1-20毫米；

（3）將破碎后的煤顆粒混合金屬硫化物水溶液，制成濕潤的煤顆粒；

（4）將步驟（3）中濕潤的煤顆粒在100℃-250℃下反應(yīng)至其干燥，得到活化料；

（5）篩選活化料，粒徑范圍1-20毫米；

（6）向活化料中加入添加劑，造粒，制成活性焦成品。

優(yōu)選地，步驟（1）中，將煤原料炭化為煤半焦的過程分階段處理，第一階段的溫度為400℃-450℃，停留時(shí)間為5-9小時(shí)，第二階段升溫至650℃-700℃，停留時(shí)間為0.5-6小時(shí)，從第一階段升溫至第二階段的時(shí)間為0.5-2小時(shí)。第一階段的溫度較低，用于出去煤原料里的水分以及其它沸點(diǎn)較低的成分，再緩慢升溫至第二階段的高溫，充分炭化為煤半焦，提高炭化的效率，有效保證后續(xù)活化生成更多的中孔，這樣，就使得制備的活性焦具有良好的吸附性能，更適合于水處理的需要。

優(yōu)選地，步驟（3）中，金屬硫化物為硫化鈉、氫硫化鈉、硫化鉀、硫化鋅、硫化鎂、硫化亞鐵中的一種或多種。

優(yōu)選地，金屬硫化物水溶液的濃度為0.1-10克/毫升。可以通過升溫、調(diào)節(jié)溶液ph值使金屬硫化物水溶液達(dá)到較高的濃度。

優(yōu)選地，步驟（3）中，金屬硫化物與煤顆粒的質(zhì)量比為1:20-1:2。

優(yōu)選地，步驟（3）中，金屬硫化物水溶液經(jīng)過霧化，霧化后，與破碎后的煤顆?；旌希旌蠒r(shí)間為0.5-1小時(shí)。霧化后，金屬硫化物水溶液以微米級(jí)大小的微小顆粒形式存在，可以進(jìn)入活性焦中的微小空隙中。

優(yōu)選地，步驟（3）中，破碎后的煤顆粒與金屬硫化物水溶液在滾筒內(nèi)或攪拌器內(nèi)混合。增大接觸面積，增大吸附效率。

優(yōu)選地，步驟（4）中，濕潤的煤顆粒先在100℃-120℃下停留1-2小時(shí)，然后以3-5℃/min的速度升溫至200℃-250℃，停留直至煤顆粒的含水量低于10%。在100℃-120℃下，水會(huì)處于汽化的臨界狀態(tài)，水處于不斷汽化、液化的反復(fù)狀態(tài)，確保金屬硫化物更多地儲(chǔ)存在孔隙中，然后再緩慢升溫至200℃-250℃，之前汽化的水汽對(duì)煤顆粒進(jìn)行活化，然后干燥。

優(yōu)選地，步驟（6）中，添加劑包含粘合劑、潤滑劑、助擠劑、纖維骨架?？梢灾瞥墒袌錾铣Ｒ?guī)形狀的活性焦成品，也可以制成蜂窩型等接觸面積較大的形狀。

本發(fā)明的有益效果如下：通過本發(fā)明制得的活性焦處理含重金屬含量較多的污水如電鍍廢水時(shí)，活性焦孔隙中的金屬硫化物會(huì)溶解在水中，會(huì)與水中的重金屬快速發(fā)生反應(yīng)，生產(chǎn)沉淀或絮狀物，被截留在活性焦的孔隙中，實(shí)現(xiàn)重金屬的絕大部分去除甚至完全去除。另外，本發(fā)明所公開的制備方法在200℃-250℃下活化，傳統(tǒng)的活性焦制備方法通常在400℃-500℃下活化，本發(fā)明可以增加活性焦的碘值。

具體實(shí)施方式

下面為本發(fā)明的多個(gè)實(shí)施例，其中所用的煤原料為市場上購買的褐煤，所用的金屬硫化物為純度超過95%的化工原料，其中金屬硫化物水溶液通過稀鹽酸調(diào)節(jié)ph值。

實(shí)施例1

（1）將煤原料在400℃-450℃下加熱5-9小時(shí)，在0.5-2小時(shí)內(nèi)升溫至650℃-700℃，加熱0.5-6小時(shí)；

（2）將步驟（1）中的煤半焦粉碎至合適的粒徑，合適的粒徑范圍為1-20毫米；

（3）將破碎后的煤顆?；旌狭蚧c水溶液（1克/毫升，50℃，ph=5.5），制成濕潤的煤顆粒，硫化鈉與煤顆粒的質(zhì)量比為1:20，硫化鈉水溶液通過超聲波噴霧器噴出，此步驟在運(yùn)行中的滾筒內(nèi)進(jìn)行；

（4）將步驟（3）中濕潤的煤顆粒先在100℃-120℃下停留1-2小時(shí)，然后以3-5℃/min的速度升溫至200℃-250℃，停留直至煤顆粒的含水量低于10%；

（5）篩選活化料，粒徑范圍1-20毫米；

（6）向活化料中加入添加劑，造粒，制成活性焦成品。

對(duì)使用本實(shí)施例所述方法生產(chǎn)的活性焦進(jìn)行理化性質(zhì)和吸附性能的測定，碘值為720mg/g，將之應(yīng)用于電鍍廢水的吸附試驗(yàn)，振蕩0.5小時(shí)，重金屬去除率為93％。

實(shí)施例2

（1）將煤原料在400℃-450℃下加熱5-9小時(shí)，在0.5-2小時(shí)內(nèi)升溫至650℃-700℃，加熱0.5-6小時(shí)；

（2）將步驟（1）中的煤半焦粉碎至合適的粒徑，合適的粒徑范圍為1-20毫米；

（3）將破碎后的煤顆?；旌狭蚧?、硫化鋅水溶液（硫化鉀含量為0.1克/毫升，硫化鋅含量為0.5克/毫升，,30℃，ph=5），制成濕潤的煤顆粒，硫化鉀、硫化鋅與煤顆粒的質(zhì)量比為1:5:20，硫化鉀、硫化鋅水溶液通過超聲波噴霧器噴出，此步驟在運(yùn)行中的滾筒內(nèi)進(jìn)行；

（4）將步驟（3）中濕潤的煤顆粒先在100℃-120℃下停留1-2小時(shí)，然后以3-5℃/min的速度升溫至200℃-250℃，停留直至煤顆粒的含水量低于10%；

（5）篩選活化料，粒徑范圍1-20毫米；

（6）向活化料中加入添加劑，造粒，制成活性焦成品。

對(duì)使用本實(shí)施例所述方法生產(chǎn)的活性焦進(jìn)行理化性質(zhì)和吸附性能的測定，碘值為740mg/g，將之應(yīng)用于電鍍廢水的吸附試驗(yàn)，振蕩0.5小時(shí)，重金屬去除率為94.5％。

實(shí)施例3

（1）將煤原料在400℃-450℃下加熱5-9小時(shí)，在0.5-2小時(shí)內(nèi)升溫至650℃-700℃，加熱0.5-6小時(shí)；

（2）將步驟（1）中的煤半焦粉碎至合適的粒徑，合適的粒徑范圍為1-20毫米；

（3）將破碎后的煤顆粒混合硫化鈉、氫硫化鈉水溶液（硫化鈉含量為5克/毫升，氫硫化鈉含量為5克/毫升，60℃，ph=4.5），制成濕潤的煤顆粒，硫化鈉、氫硫化鈉與煤顆粒的質(zhì)量比為1:1:4，硫化鈉、氫硫化鈉水溶液通過超聲波噴霧器噴出，此步驟在運(yùn)行中的攪拌器內(nèi)進(jìn)行；

（4）將步驟（3）中濕潤的煤顆粒先在100℃-120℃下停留1-2小時(shí)，然后以3-5℃/min的速度升溫至200℃-250℃，停留直至煤顆粒的含水量低于10%；

（5）篩選活化料，粒徑范圍1-20毫米；

（6）向活化料中加入添加劑，造粒，制成活性焦成品。

對(duì)使用本實(shí)施例所述方法生產(chǎn)的活性焦進(jìn)行理化性質(zhì)和吸附性能的測定，碘值為725mg/g，將之應(yīng)用于電鍍廢水的吸附試驗(yàn)，振蕩0.5小時(shí)，重金屬去除率為98％。

實(shí)施例4

（1）將煤原料在400℃-450℃下加熱5-9小時(shí)，在0.5-2小時(shí)內(nèi)升溫至650℃-700℃，加熱0.5-6小時(shí)；

（2）將步驟（1）中的煤半焦粉碎至合適的粒徑，合適的粒徑范圍為1-20毫米；

（3）將破碎后的煤顆?；旌狭蚧V、硫化亞鐵水溶液（硫化鎂含量為0.1克/毫升，硫化亞鐵含量為1克/毫升，50℃，ph=5.5），制成濕潤的煤顆粒，硫化鎂、硫化亞鐵與煤顆粒的質(zhì)量比為1:10:30，硫化鎂、硫化亞鐵水溶液通過超聲波噴霧器噴出，此步驟在運(yùn)行中的攪拌器內(nèi)進(jìn)行；

（4）將步驟（3）中濕潤的煤顆粒先在100℃-120℃下停留1-2小時(shí)，然后以3-5℃/min的速度升溫至200℃-250℃，停留直至煤顆粒的含水量低于10%；

（5）篩選活化料，粒徑范圍1-20毫米；

（6）向活化料中加入添加劑，造粒，制成活性焦成品。

對(duì)使用本實(shí)施例所述方法生產(chǎn)的活性焦進(jìn)行理化性質(zhì)和吸附性能的測定，碘值為700mg/g，將之應(yīng)用于電鍍廢水的吸附試驗(yàn)，振蕩0.5小時(shí)，重金屬去除率為95％。

以上所述僅為本發(fā)明的實(shí)施例，并非用來限制本發(fā)明的保護(hù)范圍；本發(fā)明的保護(hù)范圍由權(quán)利要求書中的權(quán)利要求限定，并且凡是依發(fā)明所作的等效變化與修改，都在本發(fā)明專利的保護(hù)范圍之內(nèi)。