粪质量的硫酸铝、硫酸镁盐加入水中，配制成液固比为I的料浆，硫酸铝与硫酸镁中铝离子与镁离子的摩尔比为10:1;然后，将料浆置于反应釜中，在100°c下保温40分钟；最后瞬间打开反应釜的排料阀，将反应釜内料浆喷爆至喷爆仓，完成水热处理过程，得到水热处理后料浆。
[0040]第三步，缓释沉淀与干基料的制备
[0041]采用碳铵将第二步所得水热处理后料浆的PH值调整至6.5-7.5，PH值调节时所采用的温度为40°C ;然后过滤，滤液返回第二步配制料浆；将过滤所得滤饼在120°C热气流中干燥，得到水热处理后的干基料。
[0042]第四步，混料、成型
[0043]按第三步所得干基料重量的40%称取第一步的生物质粘结剂，然后在搅拌状态下将生物质粘结剂添加第三步所得干基料，充分混匀后得到混合料；待混合料干燥至其中水的质量百分比含量为20%时，压制成型，得到成型坯。
[0044]第五步，高温热处理
[0045]将第四步所得成型坯置于高温炉中，首先在80°C烘烤2小时去除水分，然后封闭炉门，在隔绝空气的条件下、在450°C保温30分钟，随炉冷却即得到本发明所述除氟材料。
[0046]本实施例所制备除氟材料的使用效果:
[0047]第一次除氟实验:取本实施例所制备除氟材料5g，投入100ml PH值约7、含氟量30mg/l的中性水体中，并搅拌30min后过滤，测试发现水体中的含氟量降至了 0.5mg/l ；
[0048]第二次除氟实验:将第一次除氟处理后所得过滤滤渣投入10ml同样含氟量的水体中，并搅拌30min后发现滤液中的氟含量降至0.6mg/l ；
[0049]重复上述除氟过程8次后，所得滤液中的氟含量约1.5mg/l。
[0050]可见本实施例所制备除氟材料对中性水体中的氟有着深度的去除效果，并且去除速率较快。
[0051]实施例2
[0052]以秸杆、动物骨、生石灰、镁铝氯化盐为原料的除氟材料制备及其去除锌电沉积中电解液的氟效果
[0053]本实施例除氟材料的制备步骤:
[0054]第一步:生物质粘结剂的制备
[0055]将平均尺寸< 3mm的秸杆浸泡在8?10倍秸杆质量的水中I天之后，添加相当于秸杆质量35%的熟石灰，搅拌均匀，然后加热到95?100°C并保温3h得到黄色粘稠状物质，在黄色粘稠状物质中加入占其体积20%的磷酸、搅拌均匀即得到生物质粘结剂；
[0056]第二步:动物骨的水热处理
[0057]首先，将粉碎到3mm以下的动物骨与动物骨质量一半的氯化铝铝、硝酸镁盐加入水中，配制成液固比为1.2的料浆，料浆中铝离子与镁离子的摩尔比为1:1 ;然后，将料浆置于反应釜中，在150°C下保温60分钟；最后瞬间打开反应釜的排料阀，将反应釜内料浆喷爆至喷爆仓，完成水热处理过程，得到水热处理后料浆。
[0058]第三步，缓释沉淀与干基料的制备
[0059]采用尿素将第二步所得水热处理后料浆的PH值调整至6.5-7.5，PH值调节时所采用的温度为80°C ;然后过滤，滤液返回第二步配制料浆；将过滤所得滤饼在100°C热气流中干燥，得到水热处理后的干基料。
[0060]第四步，混料、成型
[0061]按第三步所得干基料重量的20%称取第一步的生物质粘结剂，然后在搅拌状态下将生物质粘结剂添加第三步所得干基料，充分混匀后得到混合料；待混合料干燥至其中水的质量百分比含量为20%时，压制成型，得到成型坯。
[0062]第五步，高温热处理
[0063]将第四步所得成型坯置于高温炉中，首先在100°C烘烤I小时去除水分，然后封闭炉门，在隔绝空气的条件下、在400°C保温120分钟，随炉冷却即得到本发明所述除氟材料。
[0064]本实施例所制备除氟材料的使用效果:
[0065]将本实施例所制备除氟材料5g，投入100ml PH值约5、含氟量285mg/l的硫酸锌电解液中，并搅拌30min后过滤，测试发现电解液中的含氟量降至了 12mg/l ；
[0066]第二次除氟实验:将第一次除氟处理后所得过滤滤渣投入10ml同样含氟量的电解液中，并搅拌30min后发现滤液中的氟含量降至15mg/l ;
[0067]重复上述除氟过程10次后，所得滤液中的氟含量约45mg/l，依然可达到电解要求(通常要求电解液中的含氟量低于50mg/l)。
[0068]10次除氟处理后，电解液中的锌损失率小于3%。
[0069]可见本实施例所制备除氟材料对酸性电解液中的氟有着深度去除效果，并且去除速率较快，另外，该除氟材料不会大幅降低电解液中的有价金属含量。
【主权项】
1.一种基于生物质固体废弃物的除氟材料制备方法，包括下述步骤: 第一步:生物质粘结剂的制备 将秸杆在8?10倍秸杆质量的水中浸泡至少I天后，添加不超过秸杆质量35%的熟石灰，搅拌均匀得到混合物，将混合物加热至沸腾，保温3?4h，得到黄色粘稠状物质，向黄色粘稠状物质中加入不超过其体积20%的磷酸、搅拌均匀，得到生物质粘结剂； 第二步:生物质固体废弃物的预处理 将生物质固体废弃物加入水中，配成液固比为1:1?1.2:1的料浆，并向料浆中加入占生物质固体废弃物质量0.5-1倍的可溶性无机盐，然后，将料浆置于密闭反应釜中，在100-150°C下保温40-60分钟后，打开反应釜的排料阀，使料浆从反应釜内喷爆至反应釜外的喷爆仓中，得到水热处理后料浆；待水热处理后料浆温度降至80-40°C，搅拌并调水热处理后料浆的pH值至6.5-7.5，过滤，滤渣在100-120°C热气流中干燥，得到预处理生物质固体废弃物干基料；滤液返回，用于配制料浆； 第三步，高温热处理 取第二步所得干基料与第一步的生物质粘结剂混合，搅拌均匀，得到混合料，待混合料中水的质量百分含量小于等于20%时，将混合料压制成型，得到成型坯，将成型坯置于高温炉中，在80-120 °C烘烤1-2小时去除水分后，封闭炉门，在隔绝空气的条件下、于400-450 °C保温30-120分钟，然后，随炉冷却至室温，得到基于生物质固体废弃物的除氟材料。2.根据权利要求1所述的一种基于生物质固体废弃物的除氟材料制备方法，其特征在于:第一步中，秸杆的平均尺寸< 3mm;在水中浸泡1-3天，熟石灰的添加量为秸杆质量30?35%，磷酸的加入量占黄色粘稠状物质体积的10-20%。3.根据权利要求1所述的一种基于生物质固体废弃物的除氟材料制备方法，其特征在于:第二步中，所述的生物质固体废弃物指餐厨垃圾、食品加工废弃物、生活垃圾中的有机物、动物粪便中的一种或几种按任意比率混合构成的固体混合物。4.根据权利要求3所述的一种基于生物质固体废弃物的除氟材料制备方法，其特征在于:生物质固体废弃物中水的质量百分含量< 10%，粒度< 3mm。5.根据权利要求1所述的一种基于生物质固体废弃物的除氟材料制备方法，其特征在于:第二步中，可溶性无机盐由镁和铝的水溶性无机盐组成，其中，铝离子与镁离子的摩尔比为 1:1-10:1。6.根据权利要求5所述的一种基于生物质固体废弃物的除氟材料制备方法，其特征在于:所述镁和铝的水溶性无机盐中的阴离子为Cl'no3\SO42-中的任意一种。7.根据权利要求1-6任意一项所述的一种基于生物质固体废弃物的除氟材料制备方法，其特征在于:第二步中，选用尿素或碳铵中的任意一种调水热处理后料浆的pH值。8.根据权利要求7所述的一种基于生物质固体废弃物的除氟材料制备方法，其特征在于:第三步中，混合料中，生物质粘结剂的质量占干基料质量的20-40% ;压制成型时，混合料中水的质量百分含量为10-20%。
【专利摘要】本发明公开了一种基于生物质固体废弃物的除氟材料制备方法，所述的生物质固体废弃物是指农作物秸秆、餐厨垃圾、食品加工废弃物、生活垃圾中的有机部分以及动物粪便中的一种或几种按任意比率混合构成的有机固体混合物，制备方法包括生物质粘结剂制备、生物质固体废弃物预处理获得干基料、干基料与粘结剂混料、成型后高温热处理等步骤。本发明工艺方法简单，操作方便，以生物质固体废弃物为主要原料制备除氟材料，制备的除氟剂可高效去除一般工业废水与有色金属电沉积用电解液中的氟，可实现宽pH值范围水体中氟的高效去除，实现了以废治害，提高了生活垃圾与生物质废料的利用价值。适于工业化生产与应用。
【IPC分类】B01J20/20, C02F1/28, C02F1/58, B01J20/30
【公开号】CN104888696
【申请号】CN201510211807
【发明人】周向清, 张志敏
【申请人】长沙清能环保科技有限公司
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年4月29日