CN110773118A - 针对氯离子的改性粉煤灰-水滑石吸附剂的制备方法 - Google Patents

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Abstract

针对氯离子的改性粉煤灰‑水滑石吸附剂的制备方法，其主要内容包括：首先将过筛后的粉煤灰加入10wt％的氢氧化钠碱溶液，振荡，抽滤，烘干得到一次改性粉煤灰；再将其充分研磨后与水滑石混合后加入去离子水，振荡，抽滤，烘干得到二次改性粉煤灰‑水滑石；最后对其焙烧改性，得到改性粉煤灰‑水滑石吸附剂。本发明实现了粉煤灰的综合利用，变废为宝，实现了废物的资源化，可以有效解决当下电厂脱硫废水中氯离子含量较高的问题，有效地降低氯离子浓度可以提高脱硫效率，同时避免其腐蚀管道，降低维护成本，对电厂的生产经济化以及节能减排有积极的作用，并且本发明制备的改性粉煤灰与水滑石结合的吸附剂具有吸附效果显著、制备方便、制备成本低等特点。

Description

针对氯离子的改性粉煤灰-水滑石吸附剂的制备方法
所属技术领域
本发明属于材料技术领域，具体涉及一种改性粉煤灰结合水滑石制备吸附剂的方法。
背景技术
目前，我国发电以燃煤发电为主，其中大量排放的SO2对环境造成了危害，故国家对其严格限排。而火电厂大多使用湿式石灰石石膏烟气脱硫工艺吸收废气中的SO2。然而烟气中氯化物的溶解增加了脱硫废水中氯化物的浓度，降低了脱硫率，还导致石膏品质降低，脱硫系统腐蚀。为解决这一问题，我们尝试寻找一种高效的吸附氯离子的吸附剂。
粉煤灰是煤燃烧后的烟气中收捕下来的细灰，是燃煤电厂排出的主要固体废物。如今粉煤灰成为我国当前排量较大的工业废渣之一，不加处理的大量粉煤灰会对环境造成较大的破坏与影响。粉煤灰颗粒呈多孔型蜂窝状组织，比表面积较大，具有较高的吸附活性。同时水滑石在离子交换、吸附，传导、分离、医药和催化等诸多领域具有广阔的应用前景。
就目前的研究而言，多为单将粉煤灰进行改性用作吸附或者将改性粉煤灰与类水滑石分别焙烧再投入废水中吸附氯离子，鲜少有改性粉煤灰与水滑石结合后再对其结合产物改性用作吸附剂。本发明则将改性粉煤灰与水滑石结合再改性，制备出新型高效吸附剂。利用该吸附剂，可提高脱硫废水中的氯离子的吸附率，同时将粉煤灰变废为宝，对环境保护和经济效益都有巨大贡献。因此，本发明针对制备吸附氯离子的吸附剂，根据粉煤灰和水滑石的物理、化学性质和特征，探索两者在不同改性条件及吸附条件的吸附效率，得到了合理有效的吸附剂制备方案。
发明内容
本发明的目的在于提供一种对脱硫废水中氯离子具有特别好吸附效果的改性粉煤灰结合水滑石制备吸附剂的方法。
为达到上述目的，采用技术方案如下：
针对废水中氯离子的改性粉煤灰-水滑石吸附剂的制备方法，包括以下步骤：
1)、将过筛后的粉煤灰加入10wt％的氢氧化钠碱溶液，振荡，抽滤，烘干得到一次改性粉煤灰；
2)、将步骤(1)得到的一次改性粉煤灰充分研磨后与水滑石混合后加入去离子水，振荡，抽滤，烘干得到二次改性粉煤灰-水滑石；
3)、将步骤(2)得到的二次改性粉煤灰-水滑石焙烧改性，得到改性粉煤灰-水滑石吸附剂。
按上述方案，步骤1)振荡时间为1h，烘干温度为105℃，烘干时间为2h。
按上述方案，步骤2)一次改性粉煤灰研磨粒度为0.125mm，一次改性粉煤灰与水滑石质量比为3∶1，使用去离子水进行结合，灰水比1∶10，振荡时间为1h。
按上述方案，步骤3)焙烧温度为450℃，焙烧时间为3h。
本发明的有益效果如下：
本发明以粉煤灰为原料，利用某碱溶液对其进行改性，得到一次改性粉煤灰；再将一次改性粉煤灰研磨后与水滑石结合，得到二次改性粉煤灰-水滑石；最后将二次改性粉煤灰-水滑石焙烧改性，得到改性粉煤灰-水滑石吸附剂。该吸附剂可以作用于电厂脱硫废水，去除氯离子的效果显著。
研磨令改性粉煤灰比表面积变大，使得反应接触面积变大，在相同的反应时间里，可以更加充分的与水滑石结合，从而可以更好地吸附脱硫废水中的氯离子。当用碱对粉煤灰改性时，粉煤灰与碱性活化剂发生凝硬反应，破坏了粉煤灰表面的硅酸盐玻璃网络，增大了粉煤灰的表面积，提高了粉煤灰的活性。改性粉煤灰及水滑石各自作用时对氯离子的吸附效率并不理想，二者结合后对氯离子的吸附效率得到了很好地提升。
本发明实现了粉煤灰的综合利用，使得粉煤灰得到了更好地应用，变废为宝，实现了废物的资源化，可以有效解决当下电厂脱硫废水中氯离子含量较高的问题，有效地降低氯离子浓度可以提高脱硫效率，同时避免其腐蚀管道，降低维护成本，对电厂的生产经济化以及节能减排有积极的作用，并且本发明制备的改性粉煤灰-水滑石吸附剂具有吸附效果显著、制备方便、制备成本低等特点。
具体实施方式
实施实例1
将过筛后的粉煤灰放入10wt％的氢氧化钠溶液中，振荡1h，抽滤，烘干得到的一次改性粉煤灰；将一次改性粉煤灰研磨后与水滑石按照质量比3∶1混合，按灰水比1∶10(一次改性水滑石与水滑石结合后的质量g：去离子水体积mL)加入去离子水，振荡1h，抽滤，得到二次改性粉煤灰-水滑石。将其置于马弗炉内焙烧，得到改性粉煤灰-水滑石吸附剂。将1g制备得到的吸附剂投入到100mL的模拟废液(氯离子浓度为10g/L)中，振荡吸附1h。此时氯离子的去除率为65.2％。
对比例1
将过筛后的粉煤灰放入10wt％的氢氧化钠溶液中，振荡1h，抽滤，烘干得到的一次改性粉煤灰；将一次改性粉煤灰研磨后与水滑石按照质量比3∶1混合，按灰水比1∶10(改性水滑石与水滑石结合后的质量g：去离子水体积mL)加入去离子水，振荡1h后放入微波合成仪中，在600W，60℃条件下微波10min后抽滤，烘干，得到改性粉煤灰-水滑石吸附剂。将1g制备得到的吸附剂投入到100mL的模拟废液(氯离子浓度为10g/L)中，振荡吸附1h。此时氯离子的去除率为39.7％。
对比例2
将过筛后的粉煤灰与水滑石按照质量比3∶1混合，按灰水比1∶10(改性水滑石与水滑石结合后的质量g：去离子水体积mL)放入10wt％的氢氧化钠溶液中，振荡1h，抽滤，置于马弗炉中焙烧。将1g制备得到的吸附剂投入到100mL的模拟废液(氯离子浓度为10g/L)中，振荡吸附1h。此时氯离子的去除率为21.6％。

Claims (4)

1.针对氯离子的改性粉煤灰-水滑石吸附剂的制备方法，其特征在于包括以下几个步骤：
(1)将过筛后的粉煤灰加入10wt％的氢氧化钠碱溶液，振荡，抽滤，烘干得到一次改性粉煤灰；
(2)将步骤(1)得到的一次改性粉煤灰充分研磨后与水滑石混合后加入去离子水，振荡，抽滤，烘干得到二次改性粉煤灰-水滑石；
(3)将步骤(2)得到的二次改性粉煤灰-水滑石焙烧改性，得到改性粉煤灰-水滑石吸附剂。
2.根据权利要求1所述的针对氯离子的改性粉煤灰-水滑石吸附剂的制备方法，其特征在于：所述的步骤(1)中，振荡时间为1h，烘干温度为105℃，烘干时间为2h。
3.根据权利要求1所述的针对氯离子的改性粉煤灰-水滑石吸附剂的制备方法，其特征在于：所述的步骤(2)中，一次改性粉煤灰研磨粒度为0.125mm，一次改性粉煤灰与水滑石质量比为3∶1，混合灰水比为1∶10。
4.根据权利要求1所述的针对氯离子的改性粉煤灰-水滑石吸附剂的制备方法，其特征在于：所述的步骤(3)中，焙烧温度为450℃，焙烧时间为3h。
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