CN106076257A - 一步法制备钢渣‑城市污泥磁性吸附材料的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明针对目前的磁性吸附材料制备工艺复杂、制备过程繁琐、添加成分复杂、成本高等技术问题，公开一种一步法制备钢渣‑城市污泥磁性吸附材料的方法。首先选择工业固体废弃物钒钛钢渣为原料，经过破碎、筛分、磁选得到磁性钒钛钢渣；然后将城市污泥晾晒、风干、筛分得到干污泥；最后按照质量比将磁性钒钛钢渣、干污泥、氢氧化钾溶液、硅酸钠进行搅拌混合，在600‑980℃下碳化活法处理30‑60min得到钢渣‑城市污泥磁性吸附材料。应用本发明制备磁性吸附材料，其原料是钢渣和城市污泥，来源广泛，廉价易得，实现了钢渣和污泥的资源化，且而且制备工艺简单，添加成分简单，生产成本较低，制备获得的磁性吸附材料比表面积较高，孔径发达，具有良好的磁响应性，可以利用磁分离方法进行固液分离，回收方便，可重复利用。

Description

一步法制备钢渣-城市污泥磁性吸附材料的方法
技术领域
本发明属于环保技术领域，涉及一种吸附材料的制备方法，具体就是一种钢渣-活性污泥磁性吸附材料的制备方法。
背景技术
活性炭具有强吸附性，可再生等优点，在环保领域日益显示出其主导地位，越来越受到人们的重视。商业活性炭多是以煤，木材和果壳等为主要原料，但是由于资源有限、技术限制，造成活性炭的生产及应用成本较高。降低活性炭的生产成本是许多研究机构的研究方向。用污泥制活性炭，将会大大减少城市污泥的排放量，大大减轻日益严峻的污泥处理、处置问题，也可满足社会对活性炭的需求。
磁性活性炭由于具备磁响应性能，更易于分离和使用，因而拥有更广泛的应用前景。目前磁活性炭吸附剂的制备主要采用以煤为基料，以氢氧化铁为磁性添加剂来制备（如申请号201010525821.9）；或者以矿物材料为基料，直接以Fe3O4为磁源，通过简单的研磨制备（如申请号201110279333.9）；或者活性污泥为基料，以铁盐或亚铁盐与活性炭或者污泥共混合再烧结的方法，添加一系列粘合剂制备得到（如申请号201310454943.7，申请号201310454246.1）；或者通过阳极为铁电极的方式加入铁磁性物质获得磁活性炭（如申请号201410245666.3）。
目前这些方法的制备都需要加入含铁离子的化学试剂，然后通过高温焙烧获得铁的氧化物，这种技术需要采用活化、热解、再烧结的两段式制备工艺，因而存在制备过程繁琐、添加成分复杂、成本高等缺点。同时，共混过程中亚铁盐不稳定，容易被氧化，其铁氧化物粒子生长在活性炭外表面，容易堵塞活性炭孔道，使得吸附材料比表面积降低，不利于实际应用。
因此急需一种制备工艺简单，成本低的磁性吸附材料的制备方法。
发明内容
针对目前的磁性吸附材料制备工艺复杂、制备过程繁琐、添加成分复杂、成本高等技术问题，提供一种一步法制备钢渣-城市污泥磁性吸附材料的方法。
一步法制备钢渣-城市污泥磁性吸附材料的方法，首先选择工业固体废弃物钒钛钢渣为原料，破碎后过40-60目振动筛，进入磁极表面磁场强度为H0=72-200kA/m的弱磁场磁选机磁选后，得到磁性钒钛钢渣；然后将城市污泥晾晒、风干、筛分得到100-150目的干污泥；最后将磁性钒钛钢渣、干污泥、氢氧化钾溶液、硅酸钠按照质量比为2：（5-15）：（3-6）：（1-2）进行搅拌混合，在600-980℃下碳化活法处理30-60min得到钢渣-城市污泥磁性吸附材料。
所述的氢氧化钾溶液质量浓度为10-30%。
应用本发明制备磁性吸附材料，其原料是钢渣和城市污泥，来源广泛，廉价易得，实现了钢渣和污泥的资源化，且而且制备工艺简单，添加成分简单，生产成本较低，制备获得的磁性吸附材料比表面积较高，孔径发达，具有良好的磁响应性，可以利用磁分离方法进行固液分离，回收方便，可重复利用。
具体实施方式
以下结合实施例，对本发明进行详细说明，以便更好的理解本发明的内容，具体如下。
实施例1
取用四川攀枝花钒钛钢渣100kg，通过破碎机破碎，筛分成60目的钢渣，经H0=100kA/m的弱磁场磁选机磁选后，得到磁性钒钛钢渣；取成都市某污水处理厂污泥脱水车间的干化污泥100kg，风干，筛分得到150目的干污泥，按照质量比将磁性钒钛钢渣：干污泥：氢氧化钾溶液：硅酸钠为2：15：3：2进行搅拌混合，在800℃下碳化活法处理45min得到钢渣-城市污泥磁性吸附材料，其比较面积为460m2/g，磁性PAG为35.2emu/g。
实施例2
取用四川攀枝花钒钛钢渣100kg，通过破碎机破碎，筛分成40目的钢渣，经H0=200kA/m的弱磁场磁选机磁选后，得到磁性钒钛钢渣；取成都市某污水处理厂污泥脱水车间的干化污泥100kg，风干，筛分得到100目的干污泥，按照质量比将磁性钒钛钢渣：干污泥：氢氧化钾溶液：硅酸钠为2：10：4：2进行搅拌混合，在750℃下碳化活法处理60min得到钢渣-城市污泥磁性吸附材料，其比较面积为390m2/g，磁性PAG为32.5emu/g。

Claims (2)

1.一步法制备钢渣-城市污泥磁性吸附材料的方法，其特征在于，首先选择工业固体废弃物钒钛钢渣为原料，破碎后过40-60目振动筛，进入磁极表面磁场强度为H0=72-200kA/m的弱磁场磁选机磁选后，得到磁性钒钛钢渣；然后将城市污泥晾晒、风干、筛分得到100-150目的干污泥；最后将磁性钒钛钢渣、干污泥、氢氧化钾溶液、硅酸钠按照质量比为2：（5-15）：（3-6）：（1-2）进行搅拌混合，在600-980℃下碳化活法处理30-60min得到钢渣-城市污泥磁性吸附材料。
2.如权利要求1所述一步法制备钢渣-城市污泥磁性吸附材料的方法，其特征在于氢氧化钾溶液质量浓度为10-30%。
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