CN110624499A - 一种红色粘土磷吸附剂及其制备方法与应用 - Google Patents

一种红色粘土磷吸附剂及其制备方法与应用 Download PDF

Info

Publication number
CN110624499A
CN110624499A CN201910844289.8A CN201910844289A CN110624499A CN 110624499 A CN110624499 A CN 110624499A CN 201910844289 A CN201910844289 A CN 201910844289A CN 110624499 A CN110624499 A CN 110624499A
Authority
CN
China
Prior art keywords
red clay
phosphorus
particles
parts
clay
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201910844289.8A
Other languages
English (en)
Inventor
杭小帅
王伟
张镭
尤晓慧
朱冬冬
丁程成
崔益斌
陈玉东
何斐
庄巍
晁建颖
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nanjing Institute of Environmental Sciences MEE
Original Assignee
Nanjing Institute of Environmental Sciences MEE
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nanjing Institute of Environmental Sciences MEE filed Critical Nanjing Institute of Environmental Sciences MEE
Priority to CN201910844289.8A priority Critical patent/CN110624499A/zh
Publication of CN110624499A publication Critical patent/CN110624499A/zh
Priority to NL2025922A priority patent/NL2025922B1/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/02—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material
    • B01J20/04—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material comprising compounds of alkali metals, alkaline earth metals or magnesium
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/02—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material
    • B01J20/10—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material comprising silica or silicate
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/02—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material
    • B01J20/10—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material comprising silica or silicate
    • B01J20/12—Naturally occurring clays or bleaching earth
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/02—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material
    • B01J20/10—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material comprising silica or silicate
    • B01J20/14—Diatomaceous earth
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/28—Treatment of water, waste water, or sewage by sorption
    • C02F1/281—Treatment of water, waste water, or sewage by sorption using inorganic sorbents
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2101/00—Nature of the contaminant
    • C02F2101/10—Inorganic compounds
    • C02F2101/20—Heavy metals or heavy metal compounds

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
  • Water Treatment By Sorption (AREA)

Abstract

本发明公开了一种红色粘土磷吸附剂，包括红色粘土颗粒115～145份、硅藻土20～30份、玻璃粉末10‑15份及大理石粉末3～10份；制备过程包括制备红色粘土颗粒、称取原料、粉碎、煅烧、混合等。红色粘土对磷具有较好的吸附性能，具有资源丰富、分布范围广，成本低特点，同时红色粘土为天然环境友好型材料，将其投入污水水体中，不会带来次生污染等问题，因而，在吸附磷的方面具有较大的发展潜力。

Description

一种红色粘土磷吸附剂及其制备方法与应用
技术领域
本发明涉及磷吸附材料技术领域，更具体地说是涉及一种红色粘土磷吸附剂及其制备方法与应用。
背景技术
近年来，水体富营养化现象加剧，成为水环境治理的难题。磷是导致水体富营养化的主要因素，因此，减少磷的排放是控制水体富营养化的关键。当前，废水除磷方法可分为3类：物理法、化学法和生物法。因物理法存在处理效果不佳、生物法存在不易操作等方面的不足，在实际应用中受到了限制。目前，国内外使用较为广泛的方法为化学除磷法。吸附法是常用的化学除磷方法，近年来，由于其经济有效而倍受关注，其中开发与研制高效廉价的磷吸附材料则成为吸附法研究的热点。
作为土地资源，红色粘土广泛分布于热带及亚热带，但其肥力贫瘠，生产力较差，不适应作物生长，作物产量低下。但红色粘土具有较高的粘粒含量，富含铁铝等氧化物，尤其对磷的具有较强的吸附固定能力，目前，国内外主要聚焦在红色粘土对土壤中磷的固定与释放及其影响因素方面的研究，而将红色粘土作为一种吸附材料，并将其作为污染水体中磷的吸附剂仍鲜有报道。
因此，如何将红色粘土制备成磷吸附剂并将其应用于对污水中磷的吸附是本领域技术人员亟需解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种红色粘土磷吸附剂及其制备方法与应用，红色粘土对磷具有较好的吸附性能，具有资源丰富、分布范围广，成本低特点，同时红色粘土为天然环境友好型材料，将其投入污水水体中，不会带来次生污染等问题，因而，在吸附磷的方面具有较大的发展潜力。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种红色粘土磷吸附剂，包括下述重量份配比的组分：
红色粘土颗粒115～145份、硅藻土20～30份、玻璃粉末10-15份及大理石粉末3～10份。
以上技术方案达到的技术效果是：红色粘土对磷的吸附性能优良，适用于对自然水体及废水中磷的吸附，且红色粘土来源丰富，分布范围广，成本低，为天然的环境友好型材料，不会带来次生环境污染；大理石在煅烧时，分解发泡，使得硅藻土和玻璃粉末具备疏松多孔结构，从而增强其对磷的吸附能力。
作为本发明优选的技术方案，所述红色粘土磷吸附剂还包括下述重量份的组分：硼酸钠5-10份。
一种红色粘土磷吸附剂的制备方法，包括下述步骤：
步骤一、制备红色粘土颗粒：以南方天然红色粘土为原料，制备红色粘土颗粒；
步骤二、称取原料：按照上述重量份配比称取硅藻土、玻璃粉末、大理石粉末及硼酸钠，并将称取得到的原料混合均匀，得到混合料
步骤三、粉碎、煅烧：将步骤二得到的混合料干燥并粉碎至200-300目，将粉碎后的原料进行煅烧，得到吸附配料；
步骤四、混合：将步骤一制备得到的红色粘土颗粒按照重量份配比与吸附配料混合，得到磷吸附剂。
以上技术方案达到的技术效果是：对大理石、硅藻土、硼酸钠及玻璃粉末混合，并煅烧，大理石受热分解后生产的CO2使得玻璃粉末、硅藻土及硼酸钠表面形成疏松多孔的结构，增强其对磷及其它重金属的吸附性能。
作为本发明优选的技术方案，步骤一中，以红色粘土为原料，制备红色粘土颗粒的具体过程包括：
(1)对天然红色粘土进行粗选，选择粘粉粒且铁铝氧化物含量为35-60％的红色粘土；
(2)将步骤(1)粗选得到的红色粘土粉碎并提纯，分离出粒径为0.1-2μm的粘粒；
(3)将步骤(2)得到的粘粒进行干燥、粉碎，并将粉碎后粘粒过100目筛，然后将过筛后的粘粒放入热反应器中，200-800℃下焙烧1～2h，焙烧结束后将其取出，于室温下冷却、粉碎，即得到红色粘土颗粒。
以上技术方案达到的技术效果是：天然红色粘土仅通过简单地提纯和焙烧工序即得到高效的磷吸附颗粒，整个制备工艺简单，生产成本低廉，且生产过程中产生的大粒径土壤成分可用于回填，不产生废弃物。
作为本发明优选的技术方案，所述步骤(2)中，采用磁力搅拌器对红色粘土进行提纯；提纯的具体过程为将红色粘土与水按照体积比为1：3-5的比例混合，搅拌重力沉降，筛选上层的粘土颗粒，即为提纯的粘土。
作为本发明优选的技术方案，步骤(3)中，焙烧前，对粘粒进行粉碎至细度为70-80目。
作为本发明优选的技术方案，步骤(3)中，焙烧后，对粘粒粉碎至细度为200-300目
作为本发明优选的技术方案，步骤三中对原料进行煅烧的过程如下：
以10-15℃/min的升温速率升温至400-500℃，保温20-30min；再以10-15℃/min的升温速率升温至1000-1100℃，保温10-20min；然后以20-30℃/min的降温速率降温至800-900℃，最后自然冷却到常温，得到吸附配料。
作为本发明优选的技术方案，步骤二至步骤三中以粉碎机进行粉碎。
一种红色粘土磷吸附剂在吸附污水中磷方面的应用。
以上技术方案达到的技术效果是：目前，国内外主要聚焦在红色粘土对土壤中磷的固定与释放及其影响因素方面的研究，并未发现将红色粘土应用于水体中磷的吸附上，因此，上述技术方案提供了红色粘土的一个新用途，为红色粘土性能的开发提供了理论支持。
经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种红色粘土磷吸附剂及其制备方法与应哟，达到的技术效果是：
1)本发明以特定成分的红色粘土为原料，资源丰富，分布广泛，原料成本基本忽略不计。
2)本发明中的吸附剂原料红色粘土、硅藻土、大理石是天然的环境友好型材料，不会在处理过程中对环境产生次生污染等不利影响。
3)天然红色粘土仅通过简单的提纯和焙烧工序，即得到高效磷吸附剂。整个制备工艺简单，生产成本低廉，且生产过程中产生的大粒径土壤成分可用于回填，不产生废弃物。
4)吸附及应用领域较广，可用于天然水体及养殖废水等领域磷的去除。吸附剂对溶液中磷吸附效果优异，吸附后吸附剂中磷浓度较高，可作为复合肥的原料或富磷的营养土，可实现资源化再利用。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1附图为实施例6中以不同吸附材料作为磷吸附剂进行磷吸附试验的效果图；
图2附图为实施例7中以天然红色粘土(NS)、提纯后的红色粘土(WS)颗粒及活性炭进行磷吸附试验的效果图；
图3附图为实施例8中以天然红色粘土(NS)、提纯后的红色粘土(WS)颗粒为原材料制备成磷吸附剂进行磷吸附试验时，溶液中磷浓度的变化图；
图4附图为实施例9中以天然红色粘土(NS)、提纯后的红色粘土(WS)颗粒为原材料制备成磷吸附剂进行磷吸附试验时，磷的吸附量的变化图；
图5附图为实施例10中，以天然红色粘土(NS)、提纯后的红色粘土(WS)颗粒为原材料制备成磷吸附剂进行磷吸附试验时，原始磷浓度为35mg/L时，吸附后磷浓度与溶液原始pH值间关系图；
图6附图为实施例10中，以天然红色粘土(NS)、提纯后的红色粘土(WS)颗粒为原材料制备成磷吸附剂进行磷吸附试验时，原始磷浓度为50mg/L时，吸附后磷浓度与溶液原始pH值间关系图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例1-5中均以粉碎机进行粉碎，且粉碎机均为MKL-QL气流粉碎机；磁力搅拌器为HS-350C磁力搅拌器。
实施例1
一种红色粘土磷吸附剂的制备方法，包括下述过程：
步骤一、制备红色粘土颗粒：
(1)以南方天然红色粘土为原料，对天然红色粘土进行粗选，选择粘粉粒且铁铝氧化物含量为35-45％的红色粘土；
(2)将步骤(1)粗选得到的红色粘土以粉碎机进行粉碎并以磁力搅拌器提纯，分离出粒径为0.5-2μm的粘粒；提纯的具体过程为将红色粘土与水按照体积比为1：3的比例混合，以磁力搅拌器搅拌，筛选上层粒径为0.5-2μm的粘粒；
(3)将步骤(2)得到的粘粒进行干燥、粉碎至粘粒的细度为70目，并将粉碎后粘粒过100目筛，然后将过筛后的粘粒放入热反应器中，200℃下焙烧1h，焙烧结束后将其取出，于室温下冷却、粉碎至其细度为200目，即得到红色粘土颗粒。
步骤二、称取原料：称取硅藻土20份、玻璃粉末10份、大理石粉末3份，并将称取得到的原料混合均匀，得到混合料
步骤三、粉碎、煅烧：将步骤二得到的混合料干燥并粉碎至200目，将粉碎后的原料进行煅烧，煅烧时，先以10℃/min的升温速率升温至400℃，保温20min；再以10℃/min的升温速率升温至1000℃，保温10min；然后以20℃/min的降温速率降温至800℃，最后自然冷却到常温，得到吸附配料。
步骤四、混合：称取步骤一制备得到的红色粘土颗粒115份，并与吸附配料混合，得到红色粘土磷吸附剂。
实施例2
一种红色粘土磷吸附剂的制备方法，包括下述过程：
步骤一、制备红色粘土颗粒：
(1)以南方天然红色粘土为原料，对天然红色粘土进行粗选，选择粘粉粒且铁铝氧化物含量为46％-50％的红色粘土；
(2)将步骤(1)粗选得到的红色粘土以粉碎机进行粉碎并以磁力搅拌器提纯，分离出粒径为0.1-0.5μm的粘粒；提纯的具体过程为将红色粘土与水按照体积比为1：4的比例混合，以磁力搅拌器搅拌，筛选上层粒径为0.1-0.5μm的粘粒；
(3)将步骤(2)得到的粘粒进行干燥、粉碎至粘粒的细度为80目，并将粉碎后粘粒过100目筛，然后将过筛后的粘粒放入热反应器中，800℃下焙烧2h，焙烧结束后将其取出，于室温下冷却、粉碎至其细度为300目，即得到红色粘土颗粒。
步骤二、称取原料：称取硅藻土30份、玻璃粉末15份、大理石粉末10份、硼酸钠10份，并将称取得到的原料混合均匀，得到混合料
步骤三、粉碎、煅烧：将步骤二得到的混合料干燥并粉碎至300目，将粉碎后的原料进行煅烧，煅烧时，先以15℃/min的升温速率升温至500℃，保温30min；再以15℃/min的升温速率升温1100℃，保温20min；然后以30℃/min的降温速率降温至900℃，最后自然冷却到常温，得到吸附配料。
步骤四、混合：称取步骤一制备得到的红色粘土颗粒145份，并与吸附配料混合，得到红色粘土磷吸附剂。
实施例3
一种红色粘土磷吸附剂的制备方法，包括下述过程：
步骤一、制备红色粘土颗粒：
(1)以南方天然红色粘土为原料，对天然红色粘土进行粗选，选择粘粉粒且铁铝氧化物含量为51-52％的红色粘土；
(2)将步骤(1)粗选得到的红色粘土以粉碎机进行粉碎并以磁力搅拌器提纯，分离出粒径为0.5-1μm的粘粒；提纯的具体过程为将红色粘土与水按照体积比为1：5的比例混合，以磁力搅拌器搅拌，筛选上层粒径为0.5-1μm的粘粒；
(3)将步骤(2)得到的粘粒进行干燥、粉碎至粘粒的细度为75目，并将粉碎后粘粒过100目筛，然后将过筛后的粘粒放入热反应器中，400℃下焙烧1.5h，焙烧结束后将其取出，于室温下冷却、粉碎至其细度为230目，即得到红色粘土颗粒。
步骤二、称取原料：称取硅藻土25份、玻璃粉末12份、大理石粉末6份、硼酸钠8份，并将称取得到的原料混合均匀，得到混合料
步骤三、粉碎、煅烧：将步骤二得到的混合料干燥并粉碎至230目，将粉碎后的原料进行煅烧，煅烧时，先以12℃/min的升温速率升温至450℃，保温25min；再以12℃/min的升温速率升温至1050℃，保温15min；然后以25℃/min的降温速率降温至850℃，最后自然冷却到常温，得到吸附配料。
步骤四、混合：称取步骤一制备得到的红色粘土颗粒125份，并与吸附配料混合，得到红色粘土磷吸附剂。
实施例4
一种红色粘土磷吸附剂的制备方法，包括下述过程：
步骤一、制备红色粘土颗粒：
(1)以南方天然红色粘土为原料，对天然红色粘土进行粗选，选择粘粉粒且铁铝氧化物含量为53-55％的红色粘土；
(2)将步骤(1)粗选得到的红色粘土以粉碎机进行粉碎并以磁力搅拌器提纯，分离出粒径为1.5-2μm的粘粒；提纯的具体过程为将红色粘土与水按照体积比为1：4.5的比例混合，以磁力搅拌器搅拌，筛选上层粒径为1.5-2μm的粘粒；
(3)将步骤(2)得到的粘粒进行干燥、粉碎至粘粒的细度为80目，并将粉碎后粘粒过100目筛，然后将过筛后的粘粒放入热反应器中，500℃下焙烧1.3h，焙烧结束后将其取出，于室温下冷却、粉碎至其细度为250目，即得到红色粘土颗粒。
步骤二、称取原料：称取硅藻土27份、玻璃粉末14份、大理石粉末9份、硼酸钠7份，并将称取得到的原料混合均匀，得到混合料
步骤三、粉碎、煅烧：将步骤二得到的混合料干燥并粉碎至250目，将粉碎后的原料进行煅烧，煅烧时，先以13℃/min的升温速率升温至460℃，保温27min；再以13℃/min的升温速率升温至1070℃，保温17min；然后以26℃/min的降温速率降温至810℃，最后自然冷却到常温，得到吸附配料。
步骤四、混合：称取步骤一制备得到的红色粘土颗粒135份，并与吸附配料混合，得到红色粘土磷吸附剂。
实施例5
一种红色粘土磷吸附剂的制备方法，包括下述过程：
步骤一、制备红色粘土颗粒：
(1)以南方天然红色粘土为原料，对天然红色粘土进行粗选，选择粘粉粒且铁铝氧化物含量为56-60％的红色粘土；
(2)将步骤(1)粗选得到的红色粘土以粉碎机进行粉碎并以磁力搅拌器提纯，分离出粒径为1-2μm的粘粒；提纯的具体过程为将红色粘土与水按照体积比为1：3.5的比例混合，以磁力搅拌器搅拌，筛选上层粒径为1-2μm的粘粒；
(3)将步骤(2)得到的粘粒进行干燥、粉碎至粘粒的细度为70目，并将粉碎后粘粒过100目筛，然后将过筛后的粘粒放入热反应器中，600℃下焙烧1.7h，焙烧结束后将其取出，于室温下冷却、粉碎至其细度为270目，即得到红色粘土颗粒。
步骤二、称取原料：称取硅藻土28份、玻璃粉末11份、大理石粉末8份、硼酸钠6份，并将称取得到的原料混合均匀，得到混合料
步骤三、粉碎、煅烧：将步骤二得到的混合料干燥并粉碎至270目，将粉碎后的原料进行煅烧，煅烧时，先以14℃/min的升温速率升温至480℃，保温22min；再以11℃/min的升温速率升温至1080℃，保温14min；然后以22℃/min的降温速率降温至870℃，最后自然冷却到常温，得到吸附配料。
步骤四、混合：称取步骤一制备得到的红色粘土颗粒140份，并与吸附配料混合，得到红色粘土磷吸附剂。
实施例6
以活性炭作为磷吸附剂，进行磷吸附试验作为对照组；
以经过100目筛的天然红色粘土直接作为磷吸附剂进行磷吸附试验，作为试验组1；
将天然红色粘土更换为高岭土，并过100目筛，进行磷吸附试验，作为试验组2；
将天然红色粘土更换为凹土，并过100目筛，进行磷吸附试验，作为试验组3；
将天然红色粘土更换为膨润土，并过100目筛，进行磷吸附试验，作为试验组4；
将天然红色粘土更换为沸石，并过100目筛，进行磷吸附试验，作为试验组5；
取上述6种不同的吸附剂4g分别置于多个250mL锥形瓶中，每种吸附剂置于两个锥形瓶中，且分别向盛有相同吸附剂的锥形瓶中加入100mL磷浓度为35mg/L和50mg/L的含磷溶液，密封后置于恒温振荡器内，在温度25℃、转速200r/min条件下，恒温振荡2h。反应结束后，在台式离心机中以4000r/min离心5min，取上清液过0.45μm的微孔滤膜，测定残余液磷浓度。实验结果如图1所示，红色粘土对初始浓度为35mg/L和50mg/L溶液中磷的去除效率较好，明显高于高岭土、凹土、膨润土与沸石。红色粘土对初始浓度为35mg/L和50mg/L溶液中磷的去除效率分别为79.2％和73.5％，略低于活性炭，活性炭对初始浓度为35mg/L和50mg/L溶液中磷的去除效率分别为85.3％和79.6％。
实施例7
取经过100目筛的天然红色粘土(NS)、实施例4步骤一制备得到的提纯后红色粘土(WS)颗粒和活性炭，各4g于多组250mL锥形瓶中，分别加入100mL磷浓度为35mg/L和50mg/L(以P计)的含磷溶液，进行磷吸附试验，过程同实施例6；分别记为试验组1、试验组2及对照组；结果如图2所示，经提纯后的红色粘土(WS)对磷初始浓度为35mg/L和50mg/L溶液中磷的去除率均有明显提高，分别提高了9.1％和3.5％，与活性炭去除效果相当。
实施例8
取经过100目的天然红色粘土，不经实施例4步骤一进行处理，直接按照实施例4中的方法，将经过100目筛的天然红色粘土按照步骤三-步骤四中的方法与其它原料混合并制备磷吸附剂进行磷吸附实验，作为试验组1；
以实施例4制备得到的磷吸附剂进行磷吸附试验，作为对照组。
试验过程如下：
取各组的磷吸附剂各4g分别装于3组250mL锥形瓶中，每组设置2个250mL锥形瓶，每组的锥形瓶中分别加入100mL磷浓度为35mg/L和50mg/L(以P计)的模拟含磷废水，恒温震荡5min-24h，其他同实施例6进行磷吸附试验。结果如图3所示；由图3可知，反应时间在5min-2h之间，试验组1(即以天然红色粘土为原料)与对照组(以提纯后的红色粘土颗粒为原料)对初始溶液为35mg/L和50mg/L溶液中磷的去除率随着时间不断提高。其中在2h时，试验组1对初始溶液为35mg/L和50mg/L中磷的去除率分别达到82.2％和76.5％，对照组则达到91.4％和82.1％。在2h后随着震荡时间的增加，去除率没有明显上升，趋于平衡。
实施例9
取经过100目的天然红色粘土，不经实施例4步骤一进行处理，直接按照实施例4中的方法，将经过100目筛的天然红色粘土按照步骤三-步骤四中的方法与其它原料混合并制备磷吸附剂进行磷吸附实验，作为试验组1；
以实施例4制备得到的磷吸附剂进行磷吸附试验，作为对照组；
磷吸附试验过程同实施例6。结果如图4所示，试验组1、对照组对磷的吸附量随着初始溶液磷的浓度的增加，吸附量不断上升。当初始溶液磷的浓度达到450mg/L，试验组1及对照组对磷的吸附量基本达到最大值，分别为2.93mg/g和3.21mg/g。随着初始溶液中磷浓度的继续升高，吸附量不再提高。
实施例10
取经过100目的天然红色粘土，不经实施例4步骤一进行处理，直接按照实施例4中的方法，将经过100目筛的天然红色粘土按照步骤三-步骤四中的方法与其它原料混合并制备磷吸附剂进行磷吸附实验，作为试验组1；
以实施例4制备得到的磷吸附剂进行磷吸附试验，作为对照组。
取各组的磷吸附剂各4g分别装于3组250mL锥形瓶中，每组设置2个250mL锥形瓶，每组的锥形瓶中分别加入100mL磷浓度为35mg/L和50mg/L(以P计)的模拟含磷废水，将初始溶液pH值采用盐酸和氢氧化钠调节在3.5-10.5之间，进行磷吸附试验(吸附试验的步骤及条件参照实施例6)。结果如图5-图6所示，实验组、对照组对初始溶液磷浓度分别为35mg/L和50mg/L废水中磷的去除率均随着pH值得升高逐渐降低。试验组1、对照组对初始溶液磷浓度为35mg/L时，磷去除率由pH值在3.5时的91.4％和94.3％分别降至pH为10的43.8％和55.5％。试验组1、对照组对初始溶液磷浓度为50mg/L时，磷去除率由pH值在3.5时的85.0％和85.8％分别降至pH为10的35.9％和47.6％。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种红色粘土磷吸附剂，其特征在于，包括下述重量份配比的组分：
红色粘土颗粒115～145份、硅藻土20～30份、玻璃粉末10-15份及大理石粉末3～10份。
2.根据权利要求1所述的一种红色粘土磷吸附剂，其特征在于，还包括下述重量份的组分：硼酸钠5-10份。
3.根据权利要求1或2所述的一种红色粘土磷吸附剂的制备方法，其特征在于，包括下述步骤：
步骤一、制备红色粘土颗粒：以南方天然红色粘土为原料，制备红色粘土颗粒；
步骤二、称取原料：按照上述重量份配比称取原料，并将称取得到的原料混合均匀，得到混合料；
步骤三、粉碎、煅烧：将步骤二得到的混合料干燥并粉碎至200-300目，将粉碎后的原料进行煅烧，得到吸附配料；
步骤四、混合：将步骤一制备得到的红色粘土颗粒按照重量份配比与吸附配料混合，得到磷吸附剂。
4.根据权利要求3所述的一种红色粘土磷吸附剂的制备方法，其特征在于，步骤一中，以红色粘土为原料，制备红色粘土颗粒的具体过程包括：
(1)对天然红色粘土进行粗选，选择粘粉粒且铁铝氧化物含量为35-60％的红色粘土；
(2)将步骤(1)粗选得到的红色粘土粉碎并提纯，分离出粒径为0.1-2μm的粘粒；
(3)将步骤(2)得到的粘粒进行干燥、粉碎，并将粉碎后粘粒过100目筛，然后将过筛后的粘粒放入热反应器中，200-800℃下焙烧1～2h，焙烧结束后将其取出，于室温下冷却、粉碎，即得到红色粘土颗粒。
5.根据权利要求4所述的一种红色粘土磷吸附剂的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中，采用磁力搅拌器对红色粘土进行提纯。
6.根据权利要求4所述的一种红色粘土磷吸附剂的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，焙烧前，对粘粒进行粉碎至细度为70-80目。
7.根据权利要求4所述的一种红色粘土磷吸附剂的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，焙烧后，对粘粒粉碎至细度为200-300目。
8.根据权利要求4所述的一种红色粘土磷吸附剂的制备方法，其特征在于，步骤三中对原料进行煅烧的过程如下：
以10-15℃/min的升温速率升温至400-500℃，保温20-30min；再以10-15℃/min的升温速率升温至1000-1100℃，保温10-20min；然后以20-30℃/min的降温速率降温至800-900℃，最后自然冷却到常温，得到吸附配料。
9.根据权利要求3-7任一所述的一种红色粘土磷吸附剂的制备方法，其特征在于，步骤二至步骤三中以粉碎机进行粉碎。
10.根据权利要求1或2所述的一种红色粘土磷吸附剂在吸附污水中磷方面的应用。
CN201910844289.8A 2019-09-06 2019-09-06 一种红色粘土磷吸附剂及其制备方法与应用 Pending CN110624499A (zh)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910844289.8A CN110624499A (zh) 2019-09-06 2019-09-06 一种红色粘土磷吸附剂及其制备方法与应用
NL2025922A NL2025922B1 (en) 2019-09-06 2020-06-25 Red clay phosphorus absorbent, preparation method and application thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910844289.8A CN110624499A (zh) 2019-09-06 2019-09-06 一种红色粘土磷吸附剂及其制备方法与应用

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN110624499A true CN110624499A (zh) 2019-12-31

Family

ID=68972244

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910844289.8A Pending CN110624499A (zh) 2019-09-06 2019-09-06 一种红色粘土磷吸附剂及其制备方法与应用

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110624499A (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115591527A (zh) * 2021-11-22 2023-01-13 江西省水利科学院（Cn） 一种除磷颗粒吸附剂及其制备方法和应用
CN116116373A (zh) * 2023-02-24 2023-05-16 成都理工大学 一种抑制底泥磷释放的原位覆盖生态环境材料及制备方法

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11197500A (ja) * 1998-01-12 1999-07-27 Hirai Kogyo Kk リン酸イオン吸着ろ材及び製造方法
JP2000279985A (ja) * 1999-03-29 2000-10-10 Ns Kankyo Kk 水中のβ−エストラジオール等の除去方法
US7514002B1 (en) * 2007-11-09 2009-04-07 Hokuriku Electric Power Company Method for removing phosphorus and method for reutilizing recovered phosphorus
KR20130048097A (ko) * 2011-11-01 2013-05-09 (주)미시간기술 활성흡착부재 및 그 제조방법과 상기 활성흡착부재를 이용한 수처리 장치 및 수처리 방법
CN105107458A (zh) * 2015-09-11 2015-12-02 中山大学 一种硅藻土/粉煤灰颗粒吸附剂及其制备方法和应用
CN106345401A (zh) * 2016-11-03 2017-01-25 江苏开放大学 一种畜禽废水磷吸附材料及其制备方法和应用
CN109231842A (zh) * 2018-10-22 2019-01-18 深圳市优力凯环保生物技术有限公司 一种降低水质总磷指标的发泡玻璃材料及其制备方法
WO2019070574A1 (en) * 2017-10-02 2019-04-11 Phosphorus Free Water Solutions, Llc ELIMINATION OF PHOSPHORUS PRESENT IN WATER
CN109678462A (zh) * 2018-12-29 2019-04-26 武汉理工大学 一种超轻质淤泥陶粒及其制备方法

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11197500A (ja) * 1998-01-12 1999-07-27 Hirai Kogyo Kk リン酸イオン吸着ろ材及び製造方法
JP2000279985A (ja) * 1999-03-29 2000-10-10 Ns Kankyo Kk 水中のβ−エストラジオール等の除去方法
US7514002B1 (en) * 2007-11-09 2009-04-07 Hokuriku Electric Power Company Method for removing phosphorus and method for reutilizing recovered phosphorus
KR20130048097A (ko) * 2011-11-01 2013-05-09 (주)미시간기술 활성흡착부재 및 그 제조방법과 상기 활성흡착부재를 이용한 수처리 장치 및 수처리 방법
CN105107458A (zh) * 2015-09-11 2015-12-02 中山大学 一种硅藻土/粉煤灰颗粒吸附剂及其制备方法和应用
CN106345401A (zh) * 2016-11-03 2017-01-25 江苏开放大学 一种畜禽废水磷吸附材料及其制备方法和应用
WO2019070574A1 (en) * 2017-10-02 2019-04-11 Phosphorus Free Water Solutions, Llc ELIMINATION OF PHOSPHORUS PRESENT IN WATER
CN109231842A (zh) * 2018-10-22 2019-01-18 深圳市优力凯环保生物技术有限公司 一种降低水质总磷指标的发泡玻璃材料及其制备方法
CN109678462A (zh) * 2018-12-29 2019-04-26 武汉理工大学 一种超轻质淤泥陶粒及其制备方法

Non-Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
LICHUN DAI ET AL.: ""The effects of red soil in removing phosphorus from water column and reducing phosphorus release from sediment in Lake Taihu"", 《WATER SCIENCE & TECHNOLOGY》 *
宋景濂 主编: "《无机化学反应方程式手册》", 30 June 1986, 内蒙古人民出版社 *
段宁 等: ""硅藻土复合吸附剂的制备及其在废水中去氮除磷性能研究"", 《硅酸盐通报》 *
西北轻工业学院等 编: "《陶瓷工艺学》", 31 July 1980, 轻工业出版社 *
韩承辉 等: ""天然及处理黏粒红土对水体磷的吸附性能比较"", 《生态与农村环境学报》 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115591527A (zh) * 2021-11-22 2023-01-13 江西省水利科学院（Cn） 一种除磷颗粒吸附剂及其制备方法和应用
CN116116373A (zh) * 2023-02-24 2023-05-16 成都理工大学 一种抑制底泥磷释放的原位覆盖生态环境材料及制备方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102491729B (zh) 用于微污染水预处理的沸石给水污泥陶粒的制备方法
CN104083945B (zh) 一种利用煤矸石和建筑垃圾制备的沸石陶粒及其制备技术
CN110624506B (zh) 一种利用煤气化炉渣制备净水剂的方法及得到的净水剂
US9480965B2 (en) Method for preparing granulated inorganic adsorbent for radionuclides
CN110653247B (zh) 基于赤泥基复合固废材料再利用的土壤磷状况改良方法
CN103084155B (zh) 一种微波辅助再生活性炭的方法
CN110624499A (zh) 一种红色粘土磷吸附剂及其制备方法与应用
CN111871361B (zh) 环境修复材料及其制备方法和应用
CN109569525A (zh) 一种氨基修饰磁性稻壳生物炭的制备及利用其吸附水体中铀的方法
CN104069690A (zh) 一种利用煤矸石制备的沸石陶粒滤料及其制备方法
CN103084154B (zh) 一种酵母菌联合化学法再生活性炭的方法
CN105883805B (zh) 一种基于油茶籽壳基的高比表面积碳微球的制备方法
CN113428874A (zh) 基于碱熔法的煤矸石基钠离子型分子筛制备方法及应用方法
CN115432713A (zh) 一种制备粉煤灰基分子筛的方法
Yao et al. One-step high efficiency synthesis of zeolite from fly ash by mechanochemical method as a low-cost adsorbent for cadmium removal
CN113231005B (zh) 一种免烧制备多孔吸附材料的方法
CN114669268A (zh) 一种生物炭-钢渣复合吸附材料制备方法及其应用
CN113893815A (zh) 一种陶粒-沸石复合型高性能吸附材料及其制备方法
CN110538631B (zh) 基于净水污泥与粉末活性炭的复合吸附剂及制备方法与应用
CN110759696B (zh) 以磷固废为原料的多孔轻质陶粒的制备方法
CN105883830B (zh) 一种钾长石微波活化制备钾霞石的方法及该方法制备的钾霞石
NL2025922B1 (en) Red clay phosphorus absorbent, preparation method and application thereof
CN115739017A (zh) 一种介孔镧改性矿物基高效除磷陶粒制备方法及应用
CN109133035A (zh) 气流扰动煤质可控制备多种形貌碳纳米材料的方法
CN105734269A (zh) 一种制备以磁黄铁矿为主要物相的多孔结构材料的方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination