一种改性铁基吸附材料的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及吸附技术领域，具体涉及一种以棕刚玉渣为原料来制备改性铁基吸附材料的方法。
【背景技术】
[0002]随着国内外市场对耐火材料的需求，特别是棕刚玉耐火原料的需求旺盛，棕刚玉渣的产生量也随之增加。其主要成分为:Fe20370 %?75%，Al2037.2 %?11.5%，Si023.4%?5.6%, Ti023.2%?4.8%等。目前，棕刚玉渣的用途主要集中用于提钒铁、冶金辅料添加剂、制耐火材料及提炼磷铁等，其利用存在两方面的问题:一是提钒工艺技术不高，成本高，且存在环境污染问题；二是其资源利用范围小，附加值不高。
[0003]铁基吸附材料作为一种磁性吸附剂，在净化和除去环境污染物方面的研宄与应用受到广泛关注。铁基吸附材料具有细化程度高、比表面积大、表面能高等特性有关，是一种具有产业化和商业化的吸附材料和功能性环境材料。
[0004]诚然，铁基吸附材料具有优异的特性，但在实际应用中同样存在问题:由于其细化程度高、比表面积大、表面能高等特点，导致其容易发生团聚，或与其他物质发生吸附，致使其表面能降低、比表面积减小，进而丧失了超细粒子的优异特性，导致实际应用效果不佳。
[0005]本发明以棕刚玉渣为原料制备的改性铁基吸附材料具有一定磁性，可便于实现对吸附材料的回收和再利用；具有较大的比表面积和孔径，对活性染料有较大的吸附容量。
【发明内容】
[0006]本发明目的在于提供一种改性铁基吸附材料的制备方法，具有一定磁性，可便于实现对吸附材料的回收和再利用；具有较大的比表面积和孔径，对活性染料有较大的吸附容量。
[0007]为解决上述提出的问题所采用的解决方案如下:
[0008]一种改性铁基吸附材料的制备方法，包括以下步骤:
[0009]I)将棕刚玉渣破碎，过150目筛去除杂质，干燥后备用；将改性剂过150目筛去除杂质，干燥后备用；所述改性剂为膨润土或硬脂酸；
[0010]2)步骤I)所得破碎棕刚玉渣、改性剂以及无水乙醇搅拌混合为浆料，置于球磨机中球磨；过滤、干燥再过200目筛，制得改性铁基吸附材料。
[0011]按上述方案，步骤2)改性剂:棕刚玉渣按质量比为1: (10-50)。
[0012]按上述方案，步骤2)所述的楽料浓度10wt% -30wt%。
[0013]按上述方案，步骤2)球磨机中磨球和浆料的质量比(即球料比)为(4-16): I ；球磨时间为 30min-150min ;球磨转速为 350r/min-550r/min。
[0014]本发明的有益效果在于:
[0015]本发明以棕刚玉渣为原料，通过某化合物对其进行改性，得到了一种改性铁基吸附材料，该吸附材料可作为吸附剂处理染料工业废水，使废水的脱色效果得到了显著提高。
[0016]本发明扩宽了棕刚玉渣资源综合利用的新途径，拓展高附加值吸附材料的原材料来源，实现废弃物资源化，以废治废，对实现循环经济和节能减排都有非常积极的作用。
[0017]本发明制备的改性铁基吸附材料比商品化的活性炭具有吸附剂用量少、吸附时间短(15min)、pH适应范围宽(pH3_9)等特点。
【具体实施方式】
[0018]以下实施例进一步阐释本发明的技术方案，但不作为对本发明保护范围的限制。
[0019]棕刚玉渣预处理:棕刚玉渣用小型粉碎机进行破碎，过150目筛，去除石子、沙粒等杂质，回收率彡95%。再将过筛后的棕刚玉渣置于数显鼓风干燥机内恒温120°C干燥4h，取出置于干燥器中冷却后备用。
[0020]改性剂预处理:将某化合物过150目筛，去除大颗粒物，回收率多99%。再将其置于数显鼓风干燥机内恒温120°C干燥4h，取出置于干燥器中冷却后备用。
[0021]实施例1
[0022]将预处理后的棕刚玉渣、硬脂酸、无水乙醇，搅拌配制成20%的浆料，硬脂酸与棕刚玉渣的质量比为1:50。将该浆料和磨球放入球磨罐中，使球料比(质量比)为4: 1，然后将球磨罐置于球磨机中进行球磨，球磨150min，并设定球磨转速参数为350r/min，得到改性后的浆料，过滤干燥后，再过200目筛，制得改性铁基吸附材料样品。
[0023]将2g/L改性铁基吸附材料投入到盛有40ml、15mg/L亚甲基蓝模拟废水10mL的带塞锥形瓶中，25°C恒温摇床震荡15min。此时脱色率达到52.5%。
[0024]实施例2:
[0025]将预处理后的棕刚玉渣、硬脂酸、无水乙醇，搅拌配制成25%的浆料，硬脂酸与棕刚玉渣的质量比为1:30。将该浆料和磨球放入球磨罐中，使球料比(质量比)为10: 1，然后将球磨罐置于球磨机中进行球磨，球磨30min，并设定球磨转速参数为550r/min，得到改性后的浆料，过滤干燥后，再过200目筛，制得改性铁基吸附材料样品。
[0026]将2g/L改性铁基吸附材料投入到盛有40ml、15mg/L亚甲基蓝模拟废水10mL的带塞锥形瓶中，25°C恒温摇床震荡15min。此时脱色率达到73.2%。
[0027]实施例3:
[0028]将预处理后的棕刚玉渣、膨润土、无水乙醇，搅拌配制成10%的浆料，膨润土与棕刚玉渣的质量比为1:20。将该浆料和磨球放入球磨罐中，使球料比(质量比)为4: 1，然后将球磨罐置于球磨机中进行球磨，球磨80min，并设定球磨转速参数为400r/min，得到改性后的浆料，过滤干燥后，再过200目筛，制得改性铁基吸附材料样品。
[0029]将2g/L改性铁基吸附材料投入到盛有40ml、15mg/L亚甲基蓝模拟废水10mL的带塞锥形瓶中，25 °C恒温摇床震荡15min。此时脱色率达到92.87%。
[0030]实施例4:
[0031]将预处理后的棕刚玉渣、膨润土、无水乙醇，搅拌配制成30%的浆料，膨润土与棕刚玉渣的质量比为1:10。将该浆料和磨球放入球磨罐中，使球料比(质量比)为16: 1，然后将球磨罐置于球磨机中进行球磨，球磨60min，并设定球磨转速参数为450r/min，得到改性后的浆料，过滤干燥后，再过200目筛，制得改性铁基吸附材料样品。
[0032]将2g/L改性铁基吸附材料投入到盛有40ml、15mg/L亚甲基蓝模拟废水10mL的带塞锥形瓶中，25°C恒温摇床震荡15min。此时脱色率达到98.4%。
[0033]本发明所列举的各原料都能实现本发明，以及各原料的上下限取值、区间值都能实现本发明；在此不一一列举实施例。本发明的工艺参数(如球料比、时间等)的上下限取值、区间值都能实现本发明，在此不一一列举实施例。
【主权项】
1.一种改性铁基吸附材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤: 1)将棕刚玉渣破碎，过150目筛去除杂质，干燥后备用；将改性剂过150目筛去除杂质，干燥后备用；所述改性剂为膨润土或硬脂酸； 2)步骤I)所得破碎棕刚玉渣、改性剂以及无水乙醇搅拌混合为浆料，置于球磨机中球磨；过滤、干燥再过200目筛，制得改性铁基吸附材料。2.如权利要求1所述改性铁基吸附材料的制备方法，其特征在于步骤2)改性剂:棕刚玉渣按质量比为1: (10-50)。3.如权利要求1所述改性铁基吸附材料的制备方法，其特征在于步骤2)所述的浆料浓度 1wt % _30wt%。4.如权利要求1所述改性铁基吸附材料的制备方法，其特征在于步骤2)球磨机中磨球和楽■料质量比为(4-16):1 ;球磨时间为30min-150min ;球磨转速为350r/min-550r/min。
【专利摘要】本发明公开了一种改性铁基吸附材料的制备方法。将棕刚玉渣破碎，过150目筛去除杂质，干燥后备用；将改性剂过150目筛去除杂质，干燥后备用；所述改性剂为膨润土或硬脂酸；所得破碎棕刚玉渣、改性剂以及无水乙醇搅拌混合为浆料，置于球磨机中球磨；过滤、干燥再过200目筛，制得改性铁基吸附材料。本发明以棕刚玉渣为原料，通过某化合物对其进行改性，得到了一种改性铁基吸附材料，该吸附材料可作为吸附剂处理染料工业废水，使废水的脱色效果得到了显著提高。实现废弃物资源化，以废治废，对实现循环经济和节能减排都有非常积极的作用。
【IPC分类】B01J20/10, B01J20/30, B01J20/28
【公开号】CN104888689
【申请号】CN201510387915
【发明人】张莉, 杜险峰
【申请人】武汉工程大学
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年7月3日