CN116618002B - 一种氧化铝基吸附剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于氧化铝的制备领域，具体涉及一种氧化铝基吸附剂及其制备方法。本发明通过将拟薄水铝石进行焙烧；然后将焙烧后的拟薄水铝石和造孔剂混合，然后喷淋可溶盐水溶液，混合均匀后，制备成生球；将生球进行保温，保温结束后再次进行焙烧即可。本发明制备的吸附剂其粒度为2.5mm‑5mm，比表面积≥240m2/g，孔容积≥0.40ml/g，抗压破碎强度≥80N，磨耗≤0.3％。本发明提供的制备技术利用原料中添加的造孔剂和成球过程使用的可溶盐水溶液，在吸附剂养护和焙烧过程中产生大量的孔道，从而提高比表面积，增加孔道，进而提升吸附效率；本发明提供的制备方法简单，可操作性强，便于大规模的工业化生产。
Description
技术领域
本发明属于氧化铝的制备领域，具体涉及一种氧化铝基吸附剂及其制备方法。
背景技术
水是工业锅炉的工作介质，工业锅炉所用的水源主要是地下水和自来水，工业锅炉在使用地下水和自来水运行工作的过程中，会有很多的水垢产生，水垢影响着工业锅炉的导热性，同时工业锅炉中的金属部件会出现腐蚀情况，使得锅炉壁逐渐变薄，可能还会出现穿孔的问题，情况严重还会使得工业锅炉的发涨管出现变形或者发生爆炸，造成安全事故的发生，不利于保障工业企业的经济效益还有社会效益。另外，若工业锅炉中的水质有过高的盐量，会有汽水共腾的现象在工业锅炉中出现，使工业锅炉的蒸汽质量受到影响。因此，为了保证工业锅炉的正常使用，延长工业锅炉的使用寿命，提升工业企业的经济效益，保证社会效益，对工业锅炉用水进行处理，成为工业企业首要解决的问题。
目前工业锅炉的水处理技术种类有很多，但是总体可以分为两种类型，即锅外水处理技术和锅内水处理技术。锅外水处理主要是在水进入锅炉之前进行一些物理、化学以及电化学的方法的处理，目的是将水中的一些钙、镁等元素除去，这些元素会导致锅炉内生成水垢或者腐蚀锅炉。锅内水处理则是在水进入锅炉之后进行处理，主要方式是在锅内投放一些化学药剂，和锅外水处理的目的一致，用于防止或者减轻锅炉被腐蚀、结垢。然而，不论是锅外水处理还是锅内水处理，它们的效果都不是特别的理想，因此处理之后并未达到预期中的效果，往往使得锅炉在使用一定的时间之后就会产生厚厚的水垢，或者是被严重腐蚀。
因此，为了提高水处理效率，有效降低水中Ca、Mg等离子，大大减轻甚至消除锅炉腐蚀和结垢，提高锅炉运行效率，降低运行成本，研发一种具有大比表面积的能够对锅炉水进行高效处理的吸附剂成为了亟待解决的问题。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种氧化铝基吸附剂的制备方法，该方法制备得到的吸附剂具有大比表面积、吸附效率高的优点。
本发明还提供了一种利用上述制备方法制备得到的氧化铝基吸附剂。
为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：
本发明提供了一种氧化铝基吸附剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)将拟薄水铝石进行焙烧；
(2)将焙烧后的拟薄水铝石和造孔剂混合，然后喷淋可溶盐水溶液，混合均匀后，制备成生球；
(3)将生球进行保温，保温结束后再次进行焙烧即可。
优选的，步骤(1)中，所述焙烧为在500-750℃下焙烧3-12小时。
优选的，步骤(2)中，所述拟薄水铝石和造孔剂的质量比为100：1-10：1。
本发明所使用的造孔剂为田菁粉、预糊化淀粉、玉米淀粉、碳粉、煤粉和聚乙二醇中的一种或几种。
进一步的，步骤(2)中，所述可溶盐水溶液的质量浓度为1％-20％；所述可溶盐水溶液为碳酸铵、碳酸氢铵、氯化铵、尿素中的一种或几种的水溶液。
本发明制备的生球的粒度为Φ2.5mm-5mm。
进一步的，步骤(3)中，所述保温为在50-200℃温度下，保温12-36小时。
进一步的，步骤(3)中，所述焙烧为在400-680℃温度下，焙烧5-30小时。
本发明还提供了一种利用上述制备方法制备得到的氧化铝基吸附剂，其粒度为2.5mm-5mm，比表面积≥240m2/g，孔容积≥0.40ml/g，抗压破碎强度≥80N，磨耗≤0.3％。
本发明喷淋可溶盐水溶液的加入量依据成球过程中通过观察成球效果来确定继续或者停止喷淋水溶液。
本发明的有益效果为：
(1)本发明提供的制备技术利用原料中添加的造孔剂和成球过程使用的可溶盐水溶液，在吸附剂养护和焙烧过程中产生大量的孔道，从而提高比表面积，增加孔道，进而提升吸附效率；
(2)本发明提供的制备方法简单，可操作性强，便于大规模的工业化生产。
附图说明
图1为吸附剂的吸附效果图；
图2为实施例3制备的吸附剂的实物图。
具体实施方式
为了使技术领域的人员更好地理解本发明方案，并使本发明的上述目的、特征和优点更加明显易懂，下面结合实施例对本发明作进一步的详细说明。
实施例1
将拟薄水铝石在650℃进行焙烧脱水12小时，脱水完成后，按照100：1的比例分别加入脱水后的拟薄水铝石和聚乙二醇，同时，配置10％浓度的碳酸铵水溶液，将原料混合均匀后，进入成球盘，在成球盘离心力的作用下，通过与水溶液接触，进而粘结成具有一定粒度的生球，将得到的生球在100℃进行保温，保温时间为25小时，保温结束后，对生球在600℃进行焙烧，焙烧时间为12小时。
实施例2
将拟薄水铝石在650℃进行焙烧脱水12小时，脱水完成后，按照80：1的比例分别加入脱水后的拟薄水铝石和聚乙二醇，同时，配置10％浓度的碳酸铵水溶液，将原料混合均匀后，进入成球盘，在成球盘离心力的作用下，通过与水溶液接触，进而粘结成具有一定粒度的生球，将得到的生球在100℃进行保温，保温时间为25小时，保温结束后，对生球在600℃进行焙烧，焙烧时间为12小时。
实施例3
将拟薄水铝石在650℃进行焙烧脱水12小时，脱水完成后，按照50：1的比例分别加入脱水后的拟薄水铝石和聚乙二醇，同时，配置10％浓度的碳酸铵水溶液，将原料混合均匀后，进入成球盘，在成球盘离心力的作用下，通过与水溶液接触，进而粘结成具有一定粒度的生球，将得到的生球在100℃进行保温，保温时间为25小时，保温结束后，对生球在600℃进行焙烧，焙烧时间为12小时。
制备的实物图如图2所示。
对比例1
将拟薄水铝石在650℃进行焙烧脱水12小时，脱水完成后，进入成球盘，在成球盘离心力的作用下，通过与水接触，进而粘结成具有一定粒度的生球，将得到的生球在100℃进行保温，保温时间为25小时，保温结束后，对生球在600℃进行焙烧，焙烧时间为12小时。
对比例2
将拟薄水铝石在650℃进行焙烧脱水12小时，脱水完成后，按照100：1的比例分别加入脱水后的拟薄水铝石和聚乙二醇，将原料混合均匀后，进入成球盘，在成球盘离心力的作用下，通过与水接触，进而粘结成具有一定粒度的生球，将得到的生球在100℃进行保温，保温时间为25小时，保温结束后，对生球在600℃进行焙烧，焙烧时间为12小时。
对比例3
将拟薄水铝石按照100：1的比例分别加入脱水后的拟薄水铝石和聚乙二醇，同时，配置10％浓度的碳酸铵水溶液，将原料混合均匀后，进入成球盘，在成球盘离心力的作用下，通过与水溶液接触，进而粘结成具有一定粒度的生球，将得到的生球在100℃进行保温，保温时间为25小时，保温结束后，对生球在120℃进行烘干，烘干时间为12小时。
对实施例1、实施例2、实施例3、对比例1、对比例2、对比例3得到的吸附剂分别进行分析测试，结果如下表：
表1
效果实施例
(一)吸附率评价方法
准备六份体积为1L、浓度为20g/L的钙离子水溶液，分别加入100g实施例1、实施例2、实施例3、对比例1、对比例2、对比例3得到的吸附剂，在常温常压下进行吸附，每隔30min对水溶液中的钙离子浓度进行测试，并按照下列公式进行钙离子吸附率的计算：
钙离子吸附率(％)＝[(20-c)/20]*100％，其中c为水溶液中钙离子浓度，单位是g/L。
从图1中可以看出，对钙离子的吸附效率从高到低的顺序为：实施例3＞实施例2＞实施例1＞对比例2＞对比例1＞对比例3，其中实施例3的吸附剂几乎能完全吸附水中的钙离子，而未进行焙烧程序的对比例3吸附效果最差，达不到使用要求。
Claims (7)
1.一种氧化铝基吸附剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将拟薄水铝石进行焙烧；
（2）将焙烧后的拟薄水铝石和造孔剂混合，然后喷淋可溶盐水溶液，混合均匀后，制备成生球；
（3）将生球进行保温，保温结束后再次进行焙烧即可；
步骤（1）中，所述焙烧为在500-750℃下焙烧3-12小时；
步骤（2）中，所述可溶盐水溶液的质量浓度为1%-20%；所述可溶盐水溶液为碳酸铵、碳酸氢铵、氯化铵、尿素中的一种或几种的水溶液。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（2）中，所述拟薄水铝石和造孔剂的质量比为100：1-10：1。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（2）中，所述造孔剂为田菁粉、预糊化淀粉、玉米淀粉、碳粉、煤粉和聚乙二醇中的一种或几种。
4.根据权利要求1-3任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤（2）中，所述生球的粒度为φ2.5mm-5mm。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（3）中，所述保温为在50-200℃温度下，保温12-36小时。
6.根据权利要求1或5所述的制备方法，其特征在于，步骤（3）中，所述焙烧为在400-680℃温度下，焙烧5-30小时。
7.一种利用权利要求1-6任一项所述的制备方法得到的氧化铝吸附剂，其特征在于，其粒度为2.5mm-5mm，比表面积≥240 m2/g，孔容积≥0.40 mL/g，抗压破碎强度≥80N，磨耗≤0.3%。
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