CN104907040A - 一种添加稀土元素的火山岩吸附剂 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种添加稀土元素的火山岩吸附剂，其特征在于，由以下重量份的原料制成：碳酸钙纤维8-15、钛酸四丁酯20-40、硅溶胶3-5、铝酸钙6-8、火山岩60-80、PA6尼龙粉6-9、明胶3-4、碳酸氢铵1-3、二氧化铈5-8、凹凸棒土5-7、去离子水适量；本发明添加的二氧化铈和凹凸棒土增强了原料之间的粘附力，相互作用效果好，进一步加强了吸附剂的吸附特性，尤其对氮、磷元素的吸收，本发明制备的吸附剂对各种污染物具有良好的吸附效果，吸附效率高，且易去除，重复利用效果好，制备方法步骤少，工艺简单，便于工业化生产。
Description
技术领域
本发明涉及一种吸附剂领域，具体涉及一种添加稀土元素的火山岩吸附剂及其制备方法。
背景技术
水资源匮乏一直是我国面临的一大难题，尤其是近年来随着国内经济的迅速发展，用水量急剧上升，水资源的污染也日趋严重。工业水处理技术对于节约水资源、减少水体污染等具有重要的意义。稀土元素是具有特殊电子结构和独特的物理—化学特性，使其在各方面获得广泛的应用。近年来的研究显示，稀土特异的催化性能及吸附性能不仅在工业、农业等方面具有独特而显著的功效，而且在水污染治理中发挥着不可替代的作用。但是需要对饱和的稀土吸附剂进行再生处理，方能循环利用。
火山岩质地坚硬如天然石材，涂层表面蜂窝多孔，比表面积大，浸泡水中无异常变化，防水性极佳，防火，耐侯性好，可防止因紫外线而引发的劣化，具有无毒、无味、强度高、隔热、耐酸碱、耐沾污性、耐腐蚀、耐霉变，且无污染、无放射性等优点，作为吸附剂材料具有很好的应用前景。虽然目前吸附速度和吸附容量得到了改善，但是吸附后吸附剂和溶剂不易分离，因此，本发明不仅解决了饱和稀土吸附剂系列再生问题，使得稀土吸附剂可以循环利用，降低了环境治理成本，经再生后的稀土吸附剂的治理效果基本保持不变，为降低环境治理的成本具有重要的意义，并且扩大了吸附剂的应用范围。
发明内容
本发明的目的是提供一种添加稀土元素的火山岩吸附剂及其制备方法。
为了实现本发明的目的，本发明通过以下方案实施：
一种添加稀土元素的火山岩吸附剂，由下列重量份的原料制成：碳酸钙纤维8-15、钛酸四丁酯20-40、硅溶胶3-5、铝酸钙6-8、火山岩60-80、PA6尼龙粉6-9、明胶3-4、碳酸氢铵1-3、二氧化铈5-8、凹凸棒土5-7、去离子水适量；
本发明所述一种添加稀土元素的火山岩吸附剂，由以下具体步骤制成：
（1）将钛酸四丁酯和3-4倍量的无水乙醇混合，磁力搅拌1h，将碳酸钙纤维短切后加到上述溶液中再继续磁力搅拌2h，缓慢滴加去离子水，待形成凝胶后继续搅拌0.5-1小时，再加到烘箱中于80°C下烘干研磨备用；
（2）将火山岩在浓硫酸中浸泡12h后用去离子水洗涤至中性烘干后研磨成细粉，然后和明胶、PA6尼龙粉混合均匀，在马弗炉中于240-255°C下煅烧0.5-1h，冷却后取出；
（3）将步骤（1）所得的产物和除铝酸钙以外其余剩余的物质混合搅拌均匀，采用压力为10t-20t的压球机将混合物压制成小球，筛分后选出粒径大小在5-15mm范围的小球作为球芯备用；
（4）将步骤（2）所得的产物和铝酸钙混合均匀，将步骤（3）所得的小球置于圆盘造球机中作为内核，加入上述的火山岩混合物，滚动造球，使火山岩覆盖在球芯上形成外壳，将所得的复合球体在550-600°C下煅烧2-4h成多孔复合微球即可。
本发明的优点是：本发明采用碳酸钙纤维与二氧化钛溶胶混合，增强了二氧化钛溶胶的强度、杀菌性、吸附量和耐热性等方面的性能，采用明胶和PA6加到火山岩中在煅烧时形成了骨架使火山岩之间附着力增强，制成吸附剂时不易散落掉粉，耐磨性增强，延长了使用寿命，并且本发明将吸附剂制成双层多孔道吸附微球，增强了吸附容量和吸附速度，对细小的夹杂物具有良好的吸附效果，扩大了吸附范围，添加的二氧化铈和凹凸棒土增强了原料之间的粘附力，相互作用效果好，进一步加强了吸附剂的吸附特性，尤其对氮、磷元素的吸收，本发明制备的吸附剂对各种污染物具有良好的吸附效果，吸附效率高，且易去除，重复利用效果好，制备方法步骤少，工艺简单，便于工业化生产。
具体实施方式
下面通过具体实例对本发明进行详细说明。
一种添加稀土元素的火山岩吸附剂，由下列重量份（公斤）的原料制成：碳酸钙纤维12、钛酸四丁酯35、硅溶胶4、铝酸钙7、火山岩78、PA6尼龙粉8、明胶3、碳酸氢铵2、二氧化铈7、凹凸棒土6、去离子水适量；
本发明所述一种添加稀土元素的火山岩吸附剂，由以下具体步骤制成：
（1）将钛酸四丁酯和4倍量的无水乙醇混合，磁力搅拌1h，将碳酸钙纤维短切后加到上述溶液中再继续磁力搅拌2h，缓慢滴加去离子水，待形成凝胶后继续搅拌0.6小时，再加到烘箱中于80°C下烘干研磨备用；
（2）将火山岩在浓硫酸中浸泡12h后用去离子水洗涤至中性烘干后研磨成细粉，然后和明胶、PA6尼龙粉混合均匀，在马弗炉中于250°C下煅烧1h，冷却后取出；
（3）将步骤（1）所得的产物和除铝酸钙以外其余剩余的物质混合搅拌均匀，采用压力为20t的压球机将混合物压制成小球，筛分后选出粒径大小在5-15mm范围的小球作为球芯备用；
（4）将步骤（2）所得的产物和铝酸钙混合均匀，将步骤（3）所得的小球置于圆盘造球机中作为内核，加入上述的火山岩混合物，滚动造球，使火山岩覆盖在球芯上形成外壳，将所得的复合球体在550°C下煅烧3h成多孔复合微球即可。
取实施例0.5g吸附剂和质量浓度为100mg/l的亚甲基蓝溶液500ml反应，测试指标如下：
去除率（%）：96.4；
吸附量（mg/g）：65.7；
去除率（重复6次，%）：71.3；
抗压强度（N/颗）：23；
磨耗率（%）：1.5。
Claims (2)
1.一种添加稀土元素的火山岩吸附剂，其特征在于，由以下重量份的原料制成：碳酸钙纤维8-15、钛酸四丁酯20-40、硅溶胶3-5、铝酸钙6-8、火山岩60-80、PA6尼龙粉6-9、明胶3-4、碳酸氢铵1-3、二氧化铈5-8、凹凸棒土5-7、去离子水适量。
2.根据权利要求1所述一种添加稀土元素的火山岩吸附剂，其特征在于，由以下具体步骤制成：
（1）将钛酸四丁酯和3-4倍量的无水乙醇混合，磁力搅拌1h，将碳酸钙纤维短切后加到上述溶液中再继续磁力搅拌2h，缓慢滴加去离子水，待形成凝胶后继续搅拌0.5-1小时，再加到烘箱中于80°C下烘干研磨备用；
（2）将火山岩在浓硫酸中浸泡12h后用去离子水洗涤至中性烘干后研磨成细粉，然后和明胶、PA6尼龙粉混合均匀，在马弗炉中于240-255°C下煅烧0.5-1h，冷却后取出；
（3）将步骤（1）所得的产物和除铝酸钙以外其余剩余的物质混合搅拌均匀，采用压力为10t-20t的压球机将混合物压制成小球，筛分后选出粒径大小在5-15mm范围的小球作为球芯备用；
（4）将步骤（2）所得的产物和铝酸钙混合均匀，将步骤（3）所得的小球置于圆盘造球机中作为内核，加入上述的火山岩混合物，滚动造球，使火山岩覆盖在球芯上形成外壳，将所得的复合球体在550-600°C下煅烧2-4h成多孔复合微球即可。
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