专利名称：一种蒙脱石成型吸附剂的制备方法
技术领域：
本发明属于污水、废水处理技术领域，具体涉及一种蒙脱石成型吸附剂的制备方法。
背景技术：
蒙脱石在我国的储量丰富，加之其独特的矿物属性及理化性能，近年来，引起了许 多专家和学者的重视，在各个领域里进行了广泛的研究。其主要方向是天然蒙脱石的改性。利用蒙脱石制备成型吸附剂，是对粘土矿物深加工及高效廉价吸附剂推广应用的 新途径。由于蒙脱石表面硅氧结构极强的亲水性及层间阳离子的水解，使其表面通常存在 一层薄的水膜，而一般的有机污染物为疏水性物质，故原土吸附处理有机物的效果较差。此 外，由于硅氧结构本身带负电荷，使得原土不能去除水中的阴离子污染物，为了提高其对污 水的处理能力，一般要对蒙脱石原土进行改性。改性后蒙脱石的比表面积及吸附能力都有 进一步提高，提高了废水处理效果。但是，改性后的产品为粉沫状，粉沫状蒙脱石颗粒细微， 具有溶胀性，遇水形成泥浆，通透性能差，采用粉末状蒙脱石进行污水处理，固液难以分离， 限制了蒙脱石在废水处理工程中的推广应用，因此要寻求一种合适的方法使改性后的蒙脱 石成型。目前鲜见利用蒙脱石制备成型吸附剂的文献报道，多是在蒙脱石中添加锯末、纤 维、粉煤灰等易燃物，高温焙烧过程中易燃物燃烧挥发，在吸附剂表面留下孔隙。但是，易燃 物挥发所需温度较高，易破坏主要成分蒙脱石的结构，降低吸附性能。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种蒙脱石成型 吸附剂的制备方法，该制备方法不改变蒙脱石的优良吸附性能，科学有效的利用了蒙脱石 中的有效成分和物化性能，降低蒙脱石的溶胀性，减少对废水处理后续工艺的不利影响。为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是一种蒙脱石成型吸附剂的制备 方法，其特征在于，该方法包括以下步骤(1)采用质量纯度彡90%，阳离子交换量CEC彡70mmol/100g，胶质价彡60ml/g, 膨胀倍彡10ml/g，吸蓝量彡35g/100g的粉末状钠基蒙脱石；(2)在步骤(1)中所述粉末状钠基蒙脱石中添加成型剂，并加适量水搅拌成胶团， 所述成型剂与粉末状钠基蒙脱石的质量比为3 11 100 ；将胶团置于挤压成型机中压制 成胶条；所述成型剂为NaHC03、NaOH, KOH或Na2CO3 ；(3)将步骤(2)中所述胶条置于室温，在相对湿度为30% 70%的条件下陈化 Ih 4h，使胶条中的钠基蒙脱石与成型剂充分反应并结合密实；(4)将步骤(3)中经陈化后的胶条置于干燥箱中，在温度为100°C 120°C的条件 下干燥Ih 4h ；(5)将步骤(4)中经干燥后的胶条置于高温炉中，在温度为500°C 600°C的条件下焙烧30min 50min，冷却后破碎过筛即得到蒙脱石成型吸附剂。上述步骤(5)中所述过筛的筛号为10目 40目。本发明与现有技术相比具有以下优点(1)将粉沫状钠基蒙脱石制备成蒙脱石成型吸附剂，在制备过程中不改变蒙脱石 的优良吸附性能。(2)科学有效地利用了蒙脱石中的有效成分和物化性能，降低了蒙脱石的溶胀性， 减少对废水处理后续工艺的不利影响。(3)采用本发明制备的蒙脱石成型吸附剂对镍平衡吸附量达到19. 78mg · g—1 28. 3Img · g、对铜的平衡吸附量达到17. 06mg · g"1 26. 22mg · g、。
图1是本发明制备蒙脱石成型吸附剂的工艺流程图。
具体实施例方式下面结合实施例对本发明做进一步说明。实施例1(1)采用纯度为90%，阳离子交换量CEC为70mmol/100g，胶质价为60ml/g，膨胀 倍为10ml/g，吸蓝量为35g/100g的粉末状钠基蒙脱石；(2)在粉末状钠基蒙脱石中添加成型剂，并加适量水搅拌成胶团，成型剂与粉末状 钠基蒙脱石的质量比为5 100;将胶团置于挤压成型机中，常温下压制成胶条；所述成型 剂为 NaHC03、NaOH, KOH 或 Na2CO3 ；(3)将胶条在相对湿度为50%的室温条件下陈化2小时，使胶条中的蒙脱石与成 型剂充分反应并结合密实；(4)将陈化后的胶条置于温度为100°C的干燥箱中干燥2小时；(5)将干燥后的胶条置于高温炉中，在温度为520°C条件下焙烧50分钟，破碎过10 目筛即得到蒙脱石成型吸附剂。本实施例采用NaHCO3为成型剂制备的蒙脱石成型吸附剂对镍的平衡吸附量为
22.56mg · g、对铜的平衡吸附量为20. 46mg · g—1。本实施例采用NaOH为成型剂制备的蒙脱石成型吸附剂对镍的平衡吸附量为 26. 04mg · g、对铜的平衡吸附量为23. 58mg · g—1。本实施例采用KOH为成型剂制备的蒙脱石成型吸附剂对镍的平衡吸附量为
23.22mg · g—1，对铜的平衡吸附量为21. 58mg · g—1。本实施例采用Na2CO3为成型剂制备的蒙脱石成型吸附剂对镍的平衡吸附量为 20. 57mg · g—1，对铜的平衡吸附量为19. 25mg · g—1。实施例2(1)采用纯度为92%，阳离子交换量CEC为80mmol/100g，胶质价为80ml/g，膨胀 倍为10ml/g，吸蓝量为38g/100g的粉末状钠基蒙脱石；(2)在粉末状钠基蒙脱石中添加成型剂，并加适量水搅拌成胶团，成型剂与粉末状 钠基蒙脱石的质量比为11 100;将胶团置于挤压成型机中，常温下压制成胶条；所述成型剂为 NaHC03、NaOH, KOH 或 Na2CO3 ；(3)将胶条在相对湿度为30%的室温条件下陈化2. 5小时，使胶条中的蒙脱石与 成型剂充分反应并结合密实；(4)将陈化后的胶条置于温度为110°C的干燥箱中干燥2. 5小时；(5)将干燥后的胶条置于高温炉中，在温度为600°C条件下焙烧30分钟，破碎过25 目筛即得到蒙脱石成型吸附剂。本实施例采用NaHCO3为成型剂制备的蒙脱石成型吸附剂对镍的平衡吸附量为
23.79mg · g—1，对铜的平衡吸附量为22. 36mg · g—1。本实施例采用NaOH为成型剂制备的蒙脱石成型吸附剂对镍的平衡吸附量为
24.05mg · g、对铜的平衡吸附量为21. 64mg · g—1。本实施例采用KOH为成型剂制备的蒙脱石成型吸附剂对镍的平衡吸附量为 22. 08mg · g、对铜的平衡吸附量为20. 14mg · g—1。本实施例采用Na2CO3为成型剂制备的蒙脱石成型吸附剂对镍的平衡吸附量为 21. 67mg · g、对铜的平衡吸附量为18. 23mg · g—1。实施例3(1)采用纯度为95%，阳离子交换量CEC为75mmol/100g，胶质价为60ml/g，膨胀 倍为12ml/g，吸蓝量为40g/100g的粉末状钠基蒙脱石；(2)在粉末状钠基蒙脱石中添加成型剂，并加适量水搅拌成胶团，成型剂与粉末状 钠基蒙脱石的质量比为3 100;将胶团置于挤压成型机中，常温下压制成胶条；所述成型 剂为 NaHC03、NaOH, KOH 或 Na2CO3 ；(3)将胶条在相对湿度为70%的室温条件下陈化1小时，使胶条中的蒙脱石与成 型剂充分反应并结合密实；(4)将陈化后的胶条置于温度为120°C的干燥箱中干燥1小时；(5)将干燥后的胶条置于高温炉中，在温度为500°C条件下焙烧40分钟，破碎过20 目筛即得到蒙脱石成型吸附剂。本实施例采用NaHCO3为成型剂制备的蒙脱石成型吸附剂对镍的平衡吸附量为 20. 92mg · g、对铜的平衡吸附量为18. 05mg · g4。本实施例采用NaOH为成型剂制备的蒙脱石成型吸附剂对镍的平衡吸附量为
20.53mg · g、对铜的平衡吸附量为17. 82mg · g—1。本实施例采用KOH为成型剂制备的蒙脱石成型吸附剂对镍的平衡吸附量为 19. 78mg · g、对铜的平衡吸附量为17. 06mg · g、。本实施例采用Na2CO3为成型剂制备的蒙脱石成型吸附剂对镍的平衡吸附量为
21.54mg · g—1，对铜的平衡吸附量为19. 18mg · g—1。实施例4(1)采用纯度为93%，阳离子交换量CEC为90mmol/100g，胶质价为70ml/g，膨胀 倍为16ml/g，吸蓝量为39g/100g的粉末状钠基蒙脱石；(2)在粉末状钠基蒙脱石中添加成型剂，并加适量水搅拌成胶团，成型剂与粉末状 钠基蒙脱石的质量比为7 100;将胶团置于挤压成型机中，常温下压制成胶条；所述成型 剂为 NaHC03、NaOH, KOH 或 Na2CO3 ；
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(3)将胶条在相对湿度为60%的室温条件下陈化4小时，使胶条中的蒙脱石与成 型剂充分反应并结合密实；(4)将陈化后的胶条置于温度为100°C的干燥箱中干燥4小时；(5)将干燥后的胶条置于高温炉中，在温度为550°C条件下焙烧45分钟，破碎过40 目筛即得到蒙脱石成型吸附剂。本实施例采用NaHCO3为成型剂制备的蒙脱石成型吸附剂对镍的平衡吸附量为 28. 3Img · g—1，对铜的平衡吸附量为26. 22mg · g—1。本实施例采用NaOH为成型剂制备的蒙脱石成型吸附剂对镍的平衡吸附量为 22. 64mg · g—1，对铜的平衡吸附量为20. 7Img · g—1。本实施例采用KOH为成型剂制备的蒙脱石成型吸附剂对镍的平衡吸附量为 24. 56mg · g、对铜的平衡吸附量为22. 93mg · g—1。本实施例采用Na2CO3为成型剂制备的蒙脱石成型吸附剂对镍的平衡吸附量为 20. Ilmg · g—1，对铜的平衡吸附量为18. 56mg · g—1。
权利要求
一种蒙脱石成型吸附剂的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤(1)采用质量纯度≥90％，阳离子交换量CEC≥70mmol/100g，胶质价≥60ml/g，膨胀倍≥10ml/g，吸蓝量≥35g/100g的粉末状钠基蒙脱石；(2)在步骤(1)中所述粉末状钠基蒙脱石中添加成型剂，并加适量水搅拌成胶团，所述成型剂与粉末状钠基蒙脱石的质量比为3～11∶100；将胶团置于挤压成型机中压制成胶条；所述成型剂为NaHCO3、NaOH、KOH或Na2CO3；(3)将步骤(2)中所述胶条置于室温，在相对湿度为30％～70％的条件下陈化1h～4h，使胶条中的钠基蒙脱石与成型剂充分反应并结合密实；(4)将步骤(3)中经陈化后的胶条置于干燥箱中，在温度为100℃～120℃的条件下干燥1h～4h；(5)将步骤(4)中经干燥后的胶条置于高温炉中，在温度为500℃～600℃的条件下焙烧30min～50min，冷却后破碎过筛即得到蒙脱石成型吸附剂。
2.根据权利要求1所述的一种蒙脱石成型吸附剂的制备方法，其特征在于，步骤(5)中 所述过筛的筛号为10目 40目。
全文摘要
本发明公开了一种蒙脱石成型吸附剂的制备方法，包括以下步骤一、采用粉末状钠基蒙脱石；二、向粉末状钠基蒙脱石中添加成型剂搅拌成胶团，并置于成型机中压制成胶条；三、陈化；四、干燥；五、焙烧、破碎、过筛。本发明将粉沫状钠基蒙脱石制备成蒙脱石成型吸附剂，在制备过程中不改变蒙脱石的优良吸附性能，科学有效的利用了蒙脱石中的有效成分和物化性能，降低了蒙脱石的溶胀性，减少对废水处理后续工艺的不利影响。
文档编号B01J20/16GK101898114SQ20101025957
公开日2010年12月1日 申请日期2010年8月19日 优先权日2010年8月19日
发明者杨世鹏, 郑重 申请人:西安科技大学