一种利用含油污泥制备高比表面积吸附剂的方法
【技术领域】
[0001]本发明公开了一种利用含油污泥制备高比表面积吸附剂的方法，属于吸附剂领域。
【背景技术】
[0002]含油污泥是在原油开采、集输及炼制过程中产生的一类由矿物油、矿物质及水构成的泥状物质，具有成分复杂、性质变化大及环境危害严重特点。据不完全统计，中国含油污泥产生量呈逐年上升趋势，2006年达10 X 105t?44 X 105t，另有大量油泥积存待处理。现阶段的处理方式以简易填埋与简易焚烧为主，造成严重环境污染与资源浪费。热解技术具有处理彻底、减量减容效果好、二次污染少及回收能量等优点，是一种应用前景广阔的处理方法。目前，国内外对于含油污泥热解的研究，主要侧重于对热解过程和热解中产生的气、固、液产物的分析，而对于固体废物残渣的资源化利用则研究相对较少。
[0003]油泥热解残渣本身具有一定的多孔性，能直接用来做采油废水的吸附药剂。但由于油泥残渣颗粒不均、容易破碎、孔径大小不一、溶出有机物的等系列问题，限制了油泥热解残渣用作吸附药剂的适用范围，不利于油泥残渣的资源化利用。
【发明内容】
[0004]本发明主要解决的技术问题:针对传统方法制备得到的吸附剂比表面积小，孔径分布宽，总孔容积小，而且含油污泥残渣颗粒不均、容易破碎、孔径大小不一、溶出有机物等，限制了其作吸附剂的问题，提供了一种利用含油污泥制备高比表面积吸附剂的方法，本发明先对含油污泥进行干燥、煅烧后将其分别放入浓硫酸、甲醇溶液和强碱中进行表面改性，得到类似蜂窝状，微孔分布较均匀的表面，再将膨润土酸活化后与含油污泥混合，并加入电石和盐酸，反应结束后干燥、热解即可，本发明制备得到的吸附剂，比表面积巨大，吸附容量大，化学性质稳定，可重复利用，不仅改善油泥热解残渣本身物理、化学性能的不足，而且提高热解残渣的吸附性能，可应用到废水处理中。
[0005]为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是:
(1)称取500?800g含油污泥，先将其放入室外暴晒2?3天，暴晒后放入烘箱中在100?120 0C下干燥3?5h，将干燥后的含油污泥放入球磨机中研磨，过筛得80?100目粉末，将粉末装入坩祸中，并置于马弗炉，在500?800°C下进行高温煅烧20?30min，煅烧后冷却至室温;
(2)将上述煅烧后的粉末按固液比1:3与质量分数90%硫酸进行混合浸泡，浸泡15?20h后过滤，将滤渣按质量比I: I放入质量分数30%甲醛溶液浸泡2?4h，过滤得滤渣，将滤渣按质量比I: 5放入质量分数35%氢氧化钠溶液中浸泡5?8h，浸泡后离心分离得沉淀物，将沉淀物依次用丙酮、无水乙醇、去离子水清洗2?3次，清洗后的固体放入烘箱中，在110?120 °C下干燥3?5h，备用；
(3)称取200?300g膨润土，将其按固液比1:2与质量分数15%盐酸混合，并加热至沸腾，保持沸腾状态30?40min，沸腾后冷却至室温，抽滤，将滤渣放入烘箱中在100?110°C下干燥2?3h，干燥后研磨、过筛得80?100目粉末；
(4)将上述膨润土粉末按质量比1:5与步骤(2)备用的固体混合，向混合物中加入总质量2?4%电石，并加入电石质量1:1的质量分数5%盐酸溶液，进行搅拌反应30?50min，反应结束后干燥完全，将干燥后的固体放入500mL的不锈钢杯中，盖上开有小孔的盖，然后将不锈钢杯放入马弗炉恒温区，在600?900°C恒温下热解50?70min，热解后保温I?2h后冷却至室温；
(5)将上述冷却至室温的固体先用浓度为1.5mol/L盐酸清洗I?2遍，再用蒸馏水清洗固体至滤液为中性，清洗后的固体干燥，即可得到高比表面积吸附剂。
[0006]本发明制备得到的高比表面积吸附剂的比表面积为225?255m2/g，微孔在1.6?
2.0nm，中孔在3.5?4.5nm，总孔体积0.8?1.4cc/g对废水进行吸附处理可对⑶D去除率达45?55%，在水处理方面具有广泛的应用前景。
本发明的有益效果是:
(1)本发明制备得到的吸附剂，比表面积巨大，吸附容量大，化学性质稳定，可重复利用；
(2)本发明制备得到的吸附剂不仅改善油泥热解残渣自身物理、化学性能的不足，而且提高其吸附性能，可广泛应用到废水处理中。
【具体实施方式】
[0007]称取500?SOOg含油污泥，先将其放入室外暴晒2?3天，暴晒后放入烘箱中在100?120 °C下干燥3?5h，将干燥后的含油污泥放入球磨机中研磨，过筛得80?100目粉末，将粉末装入坩祸中，并置于马弗炉，在500?800°C下进行高温煅烧20?30min，煅烧后冷却至室温;将上述煅烧后的粉末按固液比1:3与质量分数90%硫酸进行混合浸泡，浸泡15?20h后过滤，将滤渣按质量比I: I放入质量分数30%甲醛溶液浸泡2?4h，过滤得滤渣，将滤渣按质量比I: 5放入质量分数35%氢氧化钠溶液中浸泡5?8h，浸泡后离心分离得沉淀物，将沉淀物依次用丙酮、无水乙醇、去离子水清洗2?3次，清洗后的固体放入烘箱中，在110?120 °C下干燥3?5h，备用；称取200?300g膨润土，将其按固液比1: 2与质量分数15%盐酸混合，并加热至沸腾，保持沸腾状态30?40min，沸腾后冷却至室温，抽滤，将滤渣放入烘箱中在100?110°C下干燥2?3h，干燥后研磨、过筛得80?100目粉末;将上述膨润土粉末按质量比1:5与步骤(2)备用的固体混合，向混合物中加入总质量2?4%电石，并加入电石质量1:1的质量分数5%盐酸溶液，进行搅拌反应30?50min，反应结束后干燥完全，将干燥后的固体放入500mL的不锈钢杯中，盖上开有小孔的盖，然后将不锈钢杯放入马弗炉恒温区，在600?900°C恒温下热解50?70min，热解后保温I?2h后冷却至室温;将上述冷却至室温的固体先用浓度为1.5mol/L盐酸清洗I?2遍，再用蒸馏水清洗固体至滤液为中性，清洗后的固体干燥，即可得到高比表面积吸附剂。
[0008]实例I
首先称取500g含油污泥，先将其放入室外暴晒2天，暴晒后放入烘箱中在100°C下干燥3h，将干燥后的含油污泥放入球磨机中研磨，过筛得80目粉末，将粉末装入坩祸中，并置于马弗炉，在500°C下进行高温煅烧20min，煅烧后冷却至室温;将上述煅烧后的粉末按固液比1:3与质量分数90%硫酸进行混合，浸泡15h后过滤，过滤后将滤渣按质量比1:1放入质量分数30%甲醛溶液浸泡2h，过滤，将滤渣按质量比1: 5放入质量分数35%氢氧化钠溶液中浸泡5h，浸泡后离心分离得沉淀物，将沉淀物依次用丙酮、无水乙醇、去离子水清洗2次，清洗后的固体放入烘箱中，在110°C下干燥3h，备用；称取200g膨润土，将其按固液比1:2与质量分数15%盐酸混合，并加热至沸腾，保持沸腾状态30min，沸腾后冷却至室温，抽滤，将滤渣放入烘箱中，在100°C下干燥2h，干燥后研磨、过筛得80目粉末;将上述膨润土粉末按质量比1: 5与备用的固体混合，向混合物中加入总质量2%电石，并加入电石质量1:1的质量分数5%盐酸溶液，进行搅拌反应30min，反应结束后干燥完全，将干燥后的固体放入500mL的不锈钢杯中，盖上开有小孔的盖，然后将不锈钢杯放入马弗炉恒温区，分别在600°C恒温下热解50min，热解后保温Ih后冷却至室温;将上述冷却至室温的固体先浓度为1.5mol/L的盐酸清洗I遍，再用蒸馏水清洗至滤液至中性，将清洗后固体干燥，即可得到高比表面积吸附剂。
[0009]本发明制备得到的高比表面积吸附剂的比表面积为225m2/g，微孔在1.6nm，中孔在3.5nm，总孔体积0.8cc/g对废水进行吸附处理可使COD去除率达45%，在水处理方面具有广泛的应用前景。
实例2
首先称取650g含油污泥，先将其放入室外暴晒2.5天，暴晒后放入烘箱中在110°C下干燥4h，将干燥后的含油污泥放入球磨机中研磨，过筛得90目粉末，将粉末装入坩祸中，并置于马弗炉，在650°C下进行高温煅烧25min，煅烧后冷却至室温;将上述煅烧后的粉末按固液比1:3与质量分数90%硫酸进行混合，浸泡17h后过滤，过滤后将滤渣按质量比1:1放入质量分数30%甲醛溶液浸泡3h，过滤，将滤渣按质量比1:5放入质量分数35%氢氧化钠溶液中浸泡
6.5h，浸泡后离心分离得沉淀物，将沉淀物依次用丙酮、无水乙醇、去离子水清洗2次，清洗后的固体放入烘箱中，在115 °C下干燥4h，备用；称取250g膨润土，将其按固液比1: 2与质量分数15%盐酸混合，并加热至沸腾，保持沸腾状态35min，沸腾后冷却至室温，抽滤，将滤渣放入烘箱中，在105°C下干燥2.5h，干燥后研磨、过筛得90目粉末;将上述膨润土粉末按质量比1:5与备用的固体混合，向混合物中加入总质量3%电石，并加入电石质量1:1的质量分数5%盐酸溶液，进行搅拌反应40min，反应结束后干燥完全，将干燥后的固体放入500mL的不锈钢杯中，盖上开有小孔的盖，然后将不锈钢杯放入马弗炉恒温区，分别在750°C恒温下热解60min，热解后保温1.5h后冷却至室温;将上述冷却至室温的固体先浓度为1.5mol/L的盐酸清洗I遍，再用蒸馏水清洗至滤液至中性，将清洗后固体干燥，即可得到高比表面积吸附剂。
[0010]本发明制备得到的高比表面积吸附剂的比表面积为235m2/g，微孔在1.8nm，中孔在4.0nm，总孔体积1.2cc/g对废水进行吸附处理可使COD去除率达50 %，在水处理方面具有广泛的应用前景。
[0011]实例3
首先称取SOOg含油污泥，先将其放入室外暴晒3天，暴晒后放入烘箱中在120°C下干燥5h，将干燥后的含油污泥放入球磨机中研磨，过筛得100目粉末，将粉末装入坩祸中，并置于马弗炉，在800°C下进行高温煅烧30min，煅烧后冷却至室温;将上述煅烧后的粉末按固液比1:3与质量分数90%硫酸进行混合，浸泡20h后过滤，过滤后将滤渣按质量比1:1放入质量分数30%甲醛溶液浸泡4h，过滤，将滤渣按质量比1: 5放入质量分数35%氢氧化钠溶液中浸泡8h，浸泡后离心分离得沉淀物，将沉淀物依次用丙酮、无水乙醇、去离子水清洗3次，清洗后的固体放入烘箱中，在120°C下干燥5h，备用；称取300g膨润土，将其按固液比1:2与质量分数15%盐酸混合，并加热至沸腾，保持沸腾状态40min，沸腾后冷却至室温，抽滤，将滤渣放入烘箱中，在IlOtC下干燥3h，干燥后研磨、过筛得100目粉末;将上述膨润土粉末按质量比1:5与备用的固体混合，向混合物中加入总质量4%电石，并加入电石质量1:1的质量分数5%盐酸溶液，进行搅拌反应50min，反应结束后干燥完全，将干燥后的固体放入500mL的不锈钢杯中，盖上开有小孔的盖，然后将不锈钢杯放入马弗炉恒温区，分别在900°C恒温下热解70min，热解后保温2h后冷却至室温;将上述冷却至室温的固体先浓度为1.5mol/L的盐酸清洗2遍，再用蒸馏水清洗至滤液至中性，将清洗后固体干燥，即可得到高比表面积吸附剂。
[0012]本发明制备得到的高比表面积吸附剂的比表面积为255m2/g，微孔在2.0nm，中孔在4.5nm，总孔体积1.4cc/g对废水进行吸附处理可使COD去除率达55 %，在水处理方面具有广泛的应用前景。
【主权项】
1.一种利用含油污泥制备高比表面积吸附剂的方法，其特征在于具体制备步骤为: (1)称取500?800g含油污泥，先将其放入室外暴晒2?3天，暴晒后放入烘箱中在100?.120 ℃下干燥3?5h，将干燥后的含油污泥放入球磨机中研磨，过筛得80?100目粉末，将粉末装入坩祸中，并置于马弗炉，在500?800°C下进行高温煅烧20?30min，煅烧后冷却至室温; (2)将上述煅烧后的粉末按固液比1:3与质量分数90%硫酸进行混合浸泡，浸泡15?20h后过滤，将滤渣按质量比I: I放入质量分数30%甲醛溶液浸泡2?4h，过滤得滤渣，将滤渣按质量比1: 5放入质量分数35%氢氧化钠溶液中浸泡5?8h，浸泡后离心分离得沉淀物，将沉淀物依次用丙酮、无水乙醇、去离子水清洗2?3次，清洗后的固体放入烘箱中，在110?120 °C下干燥3?5h，备用； (3)称取200?300g膨润土，将其按固液比1:2与质量分数15%盐酸混合，并加热至沸腾，保持沸腾状态30?40min，沸腾后冷却至室温，抽滤，将滤渣放入烘箱中在100?110°C下干燥2?3h，干燥后研磨、过筛得80?100目粉末； (4)将上述膨润土粉末按质量比1:5与步骤(2)备用的固体混合，向混合物中加入总质量2?4%电石，并加入电石质量1:1的质量分数5%盐酸溶液，进行搅拌反应30?50min，反应结束后干燥完全，将干燥后的固体放入500mL的不锈钢杯中，盖上开有小孔的盖，然后将不锈钢杯放入马弗炉恒温区，在600?900°C恒温下热解50?70min，热解后保温I?2h后冷却至室温； (5)将上述冷却至室温的固体先用浓度为1.5mol/L盐酸清洗I?2遍，再用蒸馏水清洗固体至滤液为中性，清洗后的固体干燥，即可得到高比表面积吸附剂。
【专利摘要】本发明公开了一种利用含油污泥制备高比表面积吸附剂的方法，属于吸附剂领域。本发明先对含油污泥进行干燥、煅烧处理后，将其分别放入浓硫酸、甲醇溶液和强碱中表面改性，得蜂窝状结构，微孔分布均匀在表面，再将酸活化后的膨润土与含油污泥混合，加入电石和盐酸反应，反应结束后干燥、热解即可，本发明制备得到的吸附剂，比表面积巨大，吸附容量大，化学性质稳定，可重复利用，不仅改善油泥热解残渣自身物理、化学性能的不足，而且提高其吸附性能，可广泛应用到废水处理中。
【IPC分类】B01J20/28, B01J20/00, B01J20/30, C02F1/28
【公开号】CN105709683
【申请号】CN201610242636
【发明人】王力威, 王统军
【申请人】常州市奥普泰科光电有限公司