中PH值为-0.15—0.08之间，酸液为酸性铁溶液B，用去离子水清洗至中性，获得炭材料A; 步骤3:调整硅铝混合碱液的pH值为3.5-1.5，过滤，得到铝酸液C;固体在105 °C条件下蒸发溶液，获得硅溶胶，用去离子水清洗至洗液中检测不到氯离子为止;按照物质的量比S1: Na=2-6的比例，向硅胶中加入质量比为25%Na0H溶液，90 °C水热Ih，调整至硅酸钠质量浓度为2-7%，获得透明水玻璃溶液D; 步骤4:凹凸棒石烘干，粉碎至100-300目；将水玻璃溶液D升温至60°C，按照S12与凹凸棒土的质量比为1: 20-1:4的比例将凹凸棒土加入水玻璃溶液D中，机械搅拌并超声波处理l-8h，控制整个处理过程中pH值介于10.5-12，静置0.5-2h，取上层悬浮液，进行离心分离，用pH值为11的NaOH溶液超声清洗，离心分离，再多次用去离子水超声清洗，至水为中性;冷冻干燥，获得的固体物质为提纯分散后的凹凸棒土 E; 步骤5:分散后的5克凹凸棒土 E加入20-50mL酸性铁溶液B中，30°C搅拌l_2h后，回流2-5h，离心，获得处理后的溶液G，用去离子水清洗固体物至中性，80 0C干燥12h，300 °C焙烧3h，得到分散活化后的凹凸棒土 F; 步骤6:按照重量比为AlCl3:凹凸棒土为1: 2-1:1的比例，将凹凸棒土F加入铝酸液C;调节pH值为4，搅拌条件下，在l_3h内调整pH值由4到6，搅拌Ih，在l-3h内调整pH值由6到9.5，搅拌I h;离心、清洗，40 0C干燥24-48h，研磨至100目，所获得的Al (0H) 3/凹凸棒土吸附剂PI; 步骤7:按照重量比为FeCl3:凹凸棒土为1:2-1:1的比例，将凹凸棒土F加入酸性铁溶液B ；调节pH值为4，搅拌条件下，在I _3h内调整pH值由4到7，搅拌Ih，在I _3h内调整pH值由6到11，搅拌Ih;离心、清洗，40°C干燥24-48h，研磨至100目，所获得的Fe (OH)3/凹凸棒土吸附剂P2； 步骤8:按照重量比为S12:凹凸棒土1:3-3:1的比例，将凹凸棒土F加入水玻璃溶液D，20°C超声0.5-3h，升温至80 °C，调整pH值为11后，调整pH值由11到9的过程用时I_2h，熟化Ih，调整pH值由9到6的过程用时1-2h，熟化6h，清洗，60°C干燥12-24h;获得5丨02/凹凸棒土卩3; 步骤9:按照每克凹凸棒土 F加入3-30mL去离子水的比例，将凹凸棒土放于去离子水中超声0.5-2h，按凹凸棒土比炭材料A质量比为10:1-1:10比例加入炭材料A，超声Ih，搅拌1-3h，过滤，105°(:干燥3-511，获得活性炭/凹凸棒土复合材料?4。2.如权利要求1所述的一种以油页岩半焦处理和改性凹凸棒土的方法，其特征在于增加步骤10:按照重量比为S12:凹凸棒土1:3-3:1的比例，将凹凸棒土F加入水玻璃溶液D，20°C超声0.5-3h，升温至80 0C，调整pH值为11后，滴加铝酸液C，并控制整个滴加过程pH值介于9到11之间，按照铝原子和水玻璃溶液D中硅原子物质的量之比为1.5-2.2的比例加入铝酸液C;保温熟化2h，调节体系pH值由9到6，继续保温搅拌24h，得到硅酸铝/凹凸棒土复合材料P5o3.如权利要求2所述的一种以油页岩半焦处理和改性凹凸棒土的方法，其特征在于增加步骤11:按照重量比为S12:凹凸棒土 1:3-3:1的比例，将凹凸棒土 F加入水玻璃溶液D，所使用的水玻璃溶液D的体积为Vl，20°C超声0.5-3h，升温至80°C，调整pH值为11后，l_2h调整pH值由11到9，熟化Ih，l-2h调整pH值由9到6，按照铝原子和体积为Vl水玻璃溶液D中硅原子物质的量之比为0.5的比例加入铝酸液C，搅拌lh，调整pH值为9后，同步滴加水玻璃溶液D和铝酸液C，并控制整个滴加过程pH值介于9到11之间，滴加水玻璃溶液D的体积V2为Vl的0.5-1.5倍，按照铝原子和体积为V2水玻璃溶液D中硅原子物质的量之比为1.5-2.2的比例加入铝酸液C;保温熟化2h，调节体系pH值由9到6，继续保温搅拌24h，得到硅酸铝/S12/凹凸棒土复合材料P6。4.如权利要求3所述的一种以油页岩半焦处理和改性凹凸棒土的方法，其特征在于增加步骤12:按照每克步骤6所获得的铝改性凹凸棒土吸附剂Pl或步骤7所获得的铁改性凹凸棒土吸附剂P2加入3-30mL去离子水的比例放于去离子水中超声0.5-2h，按Pl或P2与炭材料A质量比为10:1-1:10比例加入炭材料4，超声111，搅拌1-311，过滤，105°(:干燥3-511，获得的八1(0H) 3/凹凸棒土 /活性炭复合材料P7或Fe (OH) 3/凹凸棒土 /活性炭复合材料P8。5.如权利要求4所述的一种以油页岩半焦处理和改性凹凸棒土的方法，其特征在于步骤3调整硅铝混合碱液的pH值为2.5，过滤，得到铝酸液C。6.如权利要求4所述的一种以油页岩半焦处理和改性凹凸棒土的方法，其特征在于取消步骤7，其它步骤编号不变； 步骤3更改为:调整硅铝混合碱液的pH值为1.5，过滤，得到铝酸液C; 步骤5更改为:分散后的5克凹凸棒土E加入20-50mL铝酸液C中，30°C搅拌l_2h后，回流l-2h，离心，加入5-20mL酸性铁溶液B，回流l_3h，离心，合并获得离心后的溶液G2，用去离子水清洗固体物至中性，80 °C干燥12h，300 °C焙烧3h，得到分散活化后的凹凸棒土 F; 步骤12更改为:按照每克步骤6所获得的Al(OH)3/凹凸棒土吸附剂Pl加入3-30mL去离子水的比例，将凹凸棒土放于去离子水中超声0.5-2h，按Pl与炭材料A质量比为10:1-1:10比例加入炭材料A，超声Ih，搅拌l_3h，过滤，105°C干燥3-5h，获得AI (OH)3/凹凸棒土/活性炭复合材料P9。7.如权利要求6所述的一种以油页岩半焦处理和改性凹凸棒土的方法，其特征在于增加步骤13:取步骤5中离心后的溶液G2调整调节pH值为I，按照1克凹凸棒土E加入20_50mL溶液G的比例加入凹凸棒土E，30 0C搅拌l_2h后，回流2-5h;调节pH值为6，搅拌条件l_5h;在保持pH值为6的条件下，通过补加铝酸液C的方式，调整溶液中Mg2+、Al3+、Fe3+的比例，使得二价离子与三价离子的摩尔比在1.5-5之间，调整pH值为11，120 °C水热12h，清洗，60 °C干燥24h，获得Al (0H)3/Fe (OH) 3/类水滑石/凹凸棒土复合材料P1。8.如权利要求7所述的一种以油页岩半焦处理和改性凹凸棒土的方法，其特征在于步骤13:选取步骤5中离心后的溶液G2整调节pH值为I，按照10克凹凸棒土E加入20-50mL溶液G的比例加入凹凸棒土E，30 °C搅拌l_2h后，回流2-5h;调节pH值为6，搅拌条件l_5h;在保持pH值为6的条件下，通过补加铝酸液C的方式，调整溶液中Mg2+、Al3+、Fe3+的比例，使得二价离子与三价离子的摩尔比在1.5-5之间，调整pH值为11，120 °C水热12h，清洗，80 °C干燥4h，260-300°C煅烧3h，Al (0H)3/Fe (OH)3/类水滑石氧化物棒土复合材料Pl I。9.如权利要求7所述的一种以油页岩半焦处理和改性凹凸棒土的方法，其特征在于增加步骤14:按照每克步骤13所获得的PlO加入3-30mL去离子水的比例，将PlO放于去离子水中超声0.5-2h，按PlO与炭材料A质量比为10:1-1:10比例加入炭材料A，超声lh，搅拌l-3h，过滤，105°C干燥3-5h，获得Al(OH)3/Fe(OH)3/类水滑石/凹凸棒土 /活性炭复合材料P12。
【专利摘要】本发明涉及油页岩半焦的处理方法，具体地说是一种以油页岩半焦处理和改性凹凸棒土的方法。本项发明将工业废物油页岩半焦的资源化利用与天然矿物凹凸棒石的处理和改性进行有效结合。通过以油页岩半焦为原料，制备了凹凸棒土的分散剂、纯化剂、活化剂、补强剂、增白剂等，既实现了对于工业废物处理，又完成了对于天然矿物的处理和改性。在整个处理制备过程中，除调整pH值所用普通酸碱外，没有使用其它化学药品和试剂；对于工业废物油页岩半焦中的硅、铝、碳进行了充分利用。
【IPC分类】B01J20/16, B01J20/30
【公开号】CN105597666
【申请号】CN201610163771
【发明人】张宏森, 丁慧贤, 宋志伟, 周国江, 徐超, 王文豪, 于艳江, 吴雪
【申请人】黑龙江科技大学
【公开日】2016年5月25日
【申请日】2016年3月22日