CN106467378B - 一种高效绿色环保过滤膜的合成方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高效绿色环保过滤膜的合成方法，包含以下操作步骤：(1)将质量比为偏高岭土：赤泥＝0～2:8混合，再加入磷酸，磷酸：赤泥＝7～11:8质量比，得地聚物浆体；(2)将双氧水(H2O2)和十二烷基硫酸钠混合，加水制成发泡剂溶液；(3)发泡剂溶液加入地聚物浆体中，搅拌，得发泡后地聚物浆体，进行后处理，即得产品。本发明采用工业制氧化铝产业废弃原料赤泥，与偏高岭土为主要原料，通过本发明简捷的合成方法合成一种高效绿色环保过滤膜，本发明过滤膜能有效吸附重金属离子、成本低、性能稳定、无二次污染特性；进一步的本发明合成方法能大量应用于化工企业、污水处理厂的污水处理以及农村饮用井水的净化。

Description

一种高效绿色环保过滤膜的合成方法
技术领域
本发明涉及一种过滤膜的合成方法，特别涉及一种高效绿色环保过滤膜的合成方法。
背景技术
市面上的无机过滤膜生产技术大致分为活性炭生产技术与陶瓷过滤膜生产技术。陶瓷过滤膜生产技术制作工艺复杂，涉及原料成本偏高。活性炭生产技术是普遍的过滤膜生产工艺，对重金属有一定的吸附作用。这两种生产技术均不够成熟，膜生产技术复杂、成本高，过滤膜寿命短、吸附性能较差。
现有技术中对工业制氧化铝产生的废渣赤泥大多采用陆地堆存的方法进行处理，陆地堆存有两种方式，分别是湿式堆存和干式堆存。湿式堆存主要是通过隔膜泵经管道将赤泥及附液以一定的液固比由氧化铝厂送到堆场，将附液澄清后返回氧化铝厂进行再利用。干式堆存的赤泥附液约为湿法的1/5，主要是将赤泥浆多次洗涤、分离、脱水，提高其固体含量，由机械对赤泥滤饼进行强力搅拌，再由隔膜泵或油隔离泥浆泵经管道送到赤泥堆场。此时一部分赤泥附液将蒸发不能回收，另一部分则通过底部砂石排水层进入附液的收集系统，由泵经回水管网送回氧化铝厂利用。对于一些近海岸建设的氧化铝厂，利用靠海的优势，用海水对赤泥进行洗涤，将赤泥浆的pH值降低后再向海底排放。
现行处理方法中存在的主要问题是：处理时所需的能耗高，对赤泥的回收利用率较低；废渣中的氧化铝不能进行回收，赤泥堆放会占用大量的土地，其附液的碱和硫酸盐对地下水和土壤造成污染，使大面积的土壤盐碱化，改变土壤的结构和性质，对生态环境非常不利。
公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
发明内容
本发明针对上述技术中，无机过滤膜生产技术复杂、成本高、寿命短、吸附性能不好的问题，发明一种高效绿色环保过滤膜的合成方法，旨在得到一种成本低、吸附性能好、合成方法简捷易操作的过滤膜的合成方法。
为实现上述目的，本发明提供的技术方案如下：
一种高效绿色环保过滤膜的合成方法，包含以下操作步骤：
(1)赤泥作为制备无机过滤膜的基础原料，将质量比为偏高岭土：赤泥＝0～2:8混合，再加入磷酸，磷酸：赤泥＝7～11:8质量比，搅拌均匀，得地聚物浆体；
(2)将双氧水(H2O2)和十二烷基硫酸钠混合，加水制成发泡剂溶液；
(3)将步骤(2)所得的发泡剂溶液加入步骤(1)所得地聚物浆体中，快速搅拌，得发泡后地聚物浆体，进行后处理，即得产品。
其中，步骤(3)中所述的后处理依次包括步骤(4)定型、步骤(5)养护和步骤(6)脱模。
其中，所述的步骤(4)定型为将步骤(3)所得发泡后地聚物浆体倒入模具中，震荡使混合物紧密，排除气泡干扰；所述的步骤(5)养护为将步骤(4)震荡所得物质放在温度为45～60℃中养护24～28小时；步骤(6)所述的脱模为将步骤(5)养护后所得物质进行脱模，打磨，包装，即得产品。
其中，步骤(1)中偏高岭土：赤泥＝2:8。
其中，步骤(1)中磷酸质量浓度为85％。
其中，步骤(1)中所述的赤泥为工业制氧化铝产生的废渣赤泥。
其中，步骤(1)中所述的偏高岭土为高岭土在800℃下煅烧2小时所得。
其中，步骤(2)中双氧水(H2O2)与赤泥成0.1～0.5:8质量比。
其中，步骤(2)中十二烷基硫酸钠与赤泥成0.1～0.6:8质量比。
其中，步骤(2)中水与赤泥成3.5～5.5:8质量比。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
本发明采用工业制氧化铝产业废弃原料赤泥，与偏高岭土为主要原料，通过本发明简捷的合成方法合成一种高效绿色环保过滤膜，本发明过滤膜能有效吸附重金属离子、成本低、性能稳定、无二次污染特性；进一步的本发明合成方法能大量应用于化工企业、污水处理厂的污水处理以及农村饮用井水的净化。
具体实施方式
下面结合具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。
实施例1
一种高效绿色环保过滤膜的合成方法，操作步骤如下：
(1)取工业制氧化铝产生的废渣赤泥32g作为制备无机过滤膜的基础原料，放入卧式化工搅拌器中，按照配比加入8g偏高岭土(偏高岭土主要用于提高过滤膜的抗压性能)混合，再加入质量浓度为85％的磷酸32g混合搅拌均匀，即得地聚物浆体；其中，偏高岭土为高岭土在800℃下煅烧2小时所得；
(2)称取双氧水1.2g、十二烷基硫酸钠1.6g，加去离子水16g，快速搅拌，混合反应得浓稠状混合发泡剂；
(3)将步骤(2)中所得的混合发泡剂加入到步骤(1)所得地聚物浆体中，快速搅拌，得发泡后地聚物浆体；
(4)定型：将步骤(3)所得发泡后地聚物浆体放入模具中，人为震荡3～5分钟使混合发泡剂紧密，排除气泡干扰；
(5)烘干：将步骤(4)震荡所得物质放入烘箱中保持温度为55℃养护烘干24小时，加速聚合反应，促进产品成型；
(6)脱模：将步骤(5)烘干后所得物质养护后脱模，打磨，包装，即得产品——高效绿色环保过滤膜。
实施例2
一种高效绿色环保过滤膜的合成方法，操作步骤如下：
(1)取工业制氧化铝产生的废渣赤泥32g作为制备无机过滤膜的基础原料，放入卧式化工搅拌器中，按照配比加入4g偏高岭土(偏高岭土主要用于提高过滤膜的抗压性能)混合，再加入质量浓度为85％的磷酸28g混合搅拌均匀，即得地聚物浆体；其中，偏高岭土为高岭土在800℃下煅烧2小时所得；
(2)称取双氧水0.4g、十二烷基硫酸钠1.2g，加去离子水14g，快速搅拌，混合反应得浓稠状混合发泡剂；
(3)将步骤(2)中所得的混合发泡剂加入到步骤(1)所得地聚物浆体中，快速搅拌，得发泡后地聚物浆体；
(4)定型：将步骤(3)所得发泡后地聚物浆体放入模具中，人为震荡3～5分钟使混合发泡剂紧密，排除气泡干扰；
(5)烘干：将步骤(4)震荡所得物质放入烘箱中保持温度为45℃养护烘干28小时，加速聚合反应，促进产品成型；
(6)脱模：将步骤(5)烘干后所得物质养护后脱模，打磨，包装，即得产品——高效绿色环保过滤膜。
实施例3
一种高效绿色环保过滤膜的合成方法，操作步骤如下：
(1)取工业制氧化铝产生的废渣赤泥32g作为制备无机过滤膜的基础原料，放入卧式化工搅拌器中，再加入质量浓度为85％的磷酸44g混合搅拌均匀，即得地聚物浆体；
(2)称取双氧水1.6g、十二烷基硫酸钠2.4g，加去离子水22g，快速搅拌，混合反应得浓稠状混合发泡剂；
(3)将步骤(2)中所得的混合发泡剂加入到步骤(1)所得地聚物浆体中，快速搅拌，得发泡后地聚物浆体；
(4)定型：将步骤(3)所得发泡后地聚物浆体放入模具中，人为震荡3～5分钟使混合发泡剂紧密，排除气泡干扰；
(5)烘干：将步骤(4)震荡所得物质放入烘箱中保持温度为60℃养护烘干26小时，加速聚合反应，促进产品成型；
(6)脱模：将步骤(5)烘干后所得物质养护后脱模，打磨，包装，即得产品——高效绿色环保过滤膜。
性能测试
水通量
采用自制水通量测试装置：准备一个1.5L的抽滤瓶，已经浸泡10分钟的直径为4cm、厚度为7mm的实施例1制备所得产品制成的滤饼，抽滤装置，一个抽滤机。在抽滤装置内先放置硅胶圈达到固定密封作用，再放置上述滤饼，微调使滤饼固定，防止在抽滤过程中因压力太大而引起滤饼滑动，影响实验结果。然后将放置有滤饼的抽滤装置放置在抽滤瓶瓶口上，将抽滤机软胶管连接到抽滤瓶旁边侧孔处，在抽滤装置上方倒入适量水，打开抽滤机开关，使压力条件在0.1Mpa下进行水通量测试，测定单位时间内的渗透液质量，所得结果如下：
本发明产品过滤膜水通量可达1000kg/(m2·h)，市面上过滤膜水通量为800kg/(m2·h)左右。
抗压性能
取实施例1相同比例制备20mm×2mm×20mm的块状试样，将试样放置在电子万能试验机下压板的中心部位，在抗压速率为5mm/min下开始抗压测量，当试样被破坏时，电脑显示的抗压值即为本试样的抗压强度，所得结果如下：
50℃时，在试样长度为20mm，试样面积为400mm2下抗压性能为27.677MPa。
前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本发明的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。

Claims (6)

1.一种高效绿色环保过滤膜的合成方法，其特征在于，包含以下操作步骤：
(1)将质量比为偏高岭土：赤泥＝2:8混合，再加入磷酸，磷酸：赤泥＝7～11:8质量比，得地聚物浆体；所述的赤泥为工业制氧化铝产生的废渣赤泥；
(2)将双氧水和十二烷基硫酸钠混合，加水制成发泡剂溶液；
(3)将步骤(2)所得的发泡剂溶液加入步骤(1)所得地聚物浆体中，搅拌，得发泡后地聚物浆体，进行后处理，即得产品；所述的后处理依次包括步骤(4)定型、步骤(5)养护和步骤(6)脱模，所述的步骤(4)定型为将步骤(3)所得发泡后地聚物浆体倒入模具中，震荡；所述的步骤(5)养护为将步骤(4)震荡所得物质放在温度为45～60℃中养护24～28小时；步骤(6)所述的脱模为将步骤(5)养护后所得物质进行脱模，打磨，包装。
2.根据权利要求1所述高效绿色环保过滤膜的合成方法，其特征在于：步骤(1)中磷酸质量浓度为85％。
3.根据权利要求1所述高效绿色环保过滤膜的合成方法，其特征在于：步骤(1)中所述的偏高岭土为高岭土在800℃下煅烧2小时所得。
4.根据权利要求1所述高效绿色环保过滤膜的合成方法，其特征在于：步骤(2)中双氧水与赤泥成0.1～0.5:8质量比。
5.根据权利要求1所述高效绿色环保过滤膜的合成方法，其特征在于：步骤(2)中十二烷基硫酸钠与赤泥成0.1～0.6:8质量比。
6.根据权利要求1所述高效绿色环保过滤膜的合成方法，其特征在于：步骤(2)中水与赤泥成3.5～5.5:8质量比。
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