CN117339552B - 一种煤气化渣基吸附-絮凝多功能净水剂及其制备方法和应用 - Google Patents

一种煤气化渣基吸附-絮凝多功能净水剂及其制备方法和应用 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种煤气化渣基吸附‑絮凝多功能净水剂及其制备方法和应用，属于煤基固废全组份高附加值资源化再生技术领域，包括以下步骤：将浸取硅铝的碱液和浸取铝铁的酸液按照比例进行混合，并调节pH值后，升温至预设温度进行反应，最后进行蒸发浓缩得到纯化后净水剂前体；将纯化后净水剂前体和多孔材料按照比例混合后，依次进行微波聚合和干燥，最终得到煤气化渣基吸附‑絮凝多功能净水剂。本发明对煤气化渣中主量元素的高效再利用，实现了煤气化渣的大规模资源化利用，减少了煤气化渣大量堆存对企业和环境带来的危害。

Description

一种煤气化渣基吸附-絮凝多功能净水剂及其制备方法和 应用
技术领域
本发明属于煤基固废全组分高附加值资源化再生技术领域，具体涉及一种煤气化渣基吸附-絮凝多功能净水剂及其制备方法和应用。
背景技术
迄今为止，煤炭依然是我国重要的化工原料，为响应“碳达峰、碳中和”和煤化工行业减污降碳的要求，需要利用煤气化技术来实现煤炭的高效清洁利用。煤气化的过程会产生工业副产物煤气化渣，分为气化粗渣和细渣。虽然不同地区的煤炭化学成分和含量各不相同，从而导致各地气化渣的化学组分和含量也各不相同，但是气化渣主要成分均为C、SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaO等。据统计，2021年我国气化渣产量达7100万吨，其中粗渣约占70％，细渣约占30％。这些固废数量庞大，增加煤化工企业运输及处置成本，且目前针对煤气化渣的处理方式主要为堆存和填埋，这些方式需要占用大量土地资源，对生态环境造成很大影响，此外，煤气化渣组分复杂，主要以硅、铝氧化物为主，含碳量和含水率较高，并伴有较多杂质，限制其资源化利用。
煤气化渣具有疏松多孔的性质以及富含硅铝铁钙等地表元素的特点，为其改性制备吸附材料和成份提取制作水处理剂提供天然优势。中国专利公开号为CN116603504A的发明专利公开了一种煤气化细渣合成多孔碳硅复合材料的方法及其应用，通过一步KOH熔融法改性处理煤气化细渣，制备低硅沸石-活性炭一体化多孔功能材料。中国专利公开号为CN114405470A的发明专利公开了一种以煤气化细渣制备碳/沸石复合物的方法及其应用，将煤气化细渣与氢氧化钠水溶液按比例混合，然后进行加热搅拌、过滤、洗涤和干燥得到碳/沸石复合物。中国专利公开号CN116351391A的发明专利公开了一种煤气化细渣合成沸石/多孔炭复合吸附剂的方法，将煤气化细渣研磨筛分后，干燥处理，所得粉末在N2保护下利用NaOH高温活化，再于90℃下进行水热结晶，得到沸石/多孔炭复合吸附剂。中国专利公开号为CN113274977A的发明专利公开了一种用于去除水中Hg(Ⅱ)的除汞吸附剂及其制备方法与应用，将含有卤族元素和巯基的改性剂负载在由气化渣脱灰活化的残碳上。中国专利公开号为CN115504555A的发明专利公开了一种煤气化渣基复合硅酸铁铝絮凝剂及其制备方法与应用，取煤气化渣于容器中，加入盐酸溶液，在密闭条件下搅拌进行酸浸反应，反应一段时间后，抽滤，固液分离，再将将氢氧化钠加入到酸浸滤液中，待溶液充分反应后，熟化，接着在常温下静置使其彻底熟化，干燥后研磨均匀，得到煤气化渣基复合硅酸铁铝絮凝剂。
上述专利文献从不同方向为实现煤气化渣的高附加值资源化提供宝贵的思路和方法，但也存在一定限制，在以煤气化渣作为原料时，难以将细渣和粗渣同时利用，产品作用较为单一，也容易产生废渣和废水，难以实现煤气化渣的大规模资源化利用。
发明内容
本发明提供一种煤气化渣基吸附-絮凝多功能净水剂及其制备方法和应用，以解决现有技术难以同时利用煤气化渣中的细渣和粗渣实现煤气化渣的大规模资源化利用的问题。
为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种煤气化渣基吸附-絮凝多功能净水剂的制备方法，包括以下步骤：
将浸取硅铝的碱液和浸取铝铁的酸液按照比例进行混合，并调节pH值后，升温至预设温度进行反应，最后进行蒸发浓缩得到纯化后净水剂前体；
将纯化后净水剂前体和多孔材料按照比例混合后，依次进行微波聚合和干燥，最终得到煤气化渣基吸附-絮凝多功能净水剂。
进一步地，所述多孔材料的制备包括以下步骤：
将煤气化渣依次进行余热风干和逐级筛分，得到低碳高铝煤气化渣和高碳煤气化渣，将所述高碳煤气化渣脱碳得到脱碳后煤气化渣，将所述低碳高铝煤气化渣和脱碳后煤气化渣进行混合，并加入碱液进行研磨得到研磨后煤气化渣；
将研磨后煤气化渣进行搅拌，然后油浴蒸干后加入助剂，隔绝空气进行微波活化，最后水洗干燥得到所述浸取硅铝的碱液和经过活化造孔的煤气化渣；
将经过活化造孔的煤气化渣、酸液和助剂混合后进行循环超声浸取，接着固液分离并将固渣洗涤干燥后得到多孔材料。
进一步地，所述酸液中加入三氯化铁、硫酸亚铁和硝酸铁中的一种或多种，所述三氯化铁、硫酸亚铁和硝酸铁中的一种或多种的加入量为所述经过活化造孔的煤气化渣质量分数的1％～5％；
所述浸取铝铁的酸液通过以下步骤得到：将经过活化造孔的煤气化渣、酸液和助剂混合后进行循环超声浸取后，固液分离后得到浸取铝铁的酸液。
进一步地，所述浸取硅铝的碱液和浸取铝铁的酸液的混合比例按照硅铝铁离子物质的量浓度比例进行混合，具体为：c(Si):c(Al+Fe)＝1：(0.5～20)。
进一步地，所述pH值为4～4.8；
所述升温至预设温度进行反应中，所述预设温度为50～60℃，所述反应时间为1h～1.5h；
所述蒸发浓缩的温度为60℃～70℃。
进一步地，所述多孔材料和纯化后净水剂前体的料液比为1：(1～20)g/mL。
进一步地，所述混合后的低碳高铝煤气化渣和脱碳后煤气化渣，与碱液之间的料液比为1：(1～5)g/mL；
所述碱液的质量浓度为5％～20％。
进一步地，所述助剂包括铝酸钠和硫酸钠，所述铝酸钠和硫酸钠的质量比为1：(0.1～10)；
所述油浴蒸干后加入助剂中，助剂的加入量为所述研磨后煤气化渣质量的1％～8％；
所述经过活化造孔的煤气化渣和酸液之间的按照料液比为1：(3～10)g/mL进行混合；
所述酸液的质量浓度为5％～10％。
一种煤气化渣基吸附-絮凝多功能净水剂，所述的一种煤气化渣基吸附-絮凝多功能净水剂的制备方法得到。
一种煤气化渣基吸附-絮凝多功能净水剂在废弃煤气化渣循环再生利用上的应用，以及降低废水浊度和吸附废水中微塑料的应用。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明提供一种煤气化渣基吸附-絮凝多功能净水剂的制备方法，通过将制造多孔材料过程中产生的浸取硅铝的碱液和浸取铝铁的酸液混合，调节pH值后升温进行蒸发浓缩得到纯化后净水剂前体，最后将纯化后净水剂前体和多孔材料混合，通过微波聚合、干燥，得到煤气化渣基吸附-絮凝多功能净水剂，本发明对煤气化渣中主量元素的高效再利用，实现了煤气化渣的大规模资源化利用，减少了煤气化渣大量堆存对企业和环境带来的危害。
进一步地，本发明对煤气化渣依次进行余热风干和逐级筛分，选用的煤气化渣同时含有粗渣和细渣，目前现有技术中大多选用的煤气化渣为细渣或粗渣，而本发明不作限定，本发明应用较为广泛。
本发明提供一种煤气化渣基吸附-絮凝多功能净水剂，由于本发明选用的煤气化渣含有钙、镁等金属离子，其应用于水处理净水效果更好，且本发明的多功能净水剂将净水剂前体和多孔材料进行微波聚合干燥，能够同时进行吸附和絮凝作用，使用过程简单，效果更佳。
附图说明
此处说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
图1为本发明提供的一种煤气化渣基吸附-絮凝多功能净水剂的制备方法流程图。
具体实施方式
以下对本发明进行进一步详细说明：
一种煤气化渣基吸附-絮凝多功能净水剂的制备方法，能够在逐级筛分的条件下，高效处理煤气化渣(包含粗渣和细渣)，实现煤气化渣多组分高附加值资源再生利用，具体按照以下步骤实施：
步骤1，将煤气化渣风干并进行逐级筛分，选取低碳高铝煤气化渣，与脱碳后煤气化渣混合，加入碱液进行研磨；
步骤2，将研磨后的煤气化渣倒入反应釜进行搅拌，油浴蒸干后加入助剂隔绝空气微波活化，将固渣水洗至中性后干燥，得到浸取硅铝的碱液、经过活化造孔的煤气化渣；
步骤3，将经过活化造孔的煤气化渣与酸液和助剂混合进行循环超声浸取，固液分离经洗涤干燥后得到多孔材料；
步骤4，将酸提液(浸取铝铁的酸液)与洗碱液(包括浸取硅铝的碱液和步骤2中固渣水洗中的一次洗涤液)按合适比例进行混合后调节至一定pH，升温至一定温度反应一定时间后进行蒸发浓缩，得到纯化后净水剂前体；
步骤5，将多孔材料与纯化后净水剂前体按一定比例混合，微波聚合后干燥，得到吸附-絮凝多功能净水剂。
优选地，步骤1所述风干的温度为50～110℃，例如可以是50℃、60℃、70℃、80℃、90℃、100℃、105℃或110℃，但不限于所列举的数值，数值范围内其他未被列举的数值同样适用。
优选地，步骤1所述逐级筛分方式为：依次过50目、100目、200目、250目、300目筛；筛选出(C<30％，Al2O3>20％)低碳高铝含量气化渣。
本发明中煤气化渣干燥和筛分属于前处理部分，可筛分出合适碳硅铝铁比例的煤气化渣(包括粗渣和细渣)，筛选出的高碳渣(C＞30％)可进行脱碳作为燃料掺烧处理，脱碳渣与筛分出的低碳渣可随意混合进行后续处理。
优选地，步骤1所述碱液包括氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙、碳酸钠或碱性固废洗涤液等碱性物质之一或多种碱性物质的组合；
优选地，步骤1所述碱液质量浓度为5％～20％，例如可以是5％、6％、10％、15％或20％，但不限于所列举的数值，数值范围内其他未被列举的数值同样适用。
优选地，步骤1所述渣液比例为1:(1～5)g/mL，例如可以是1:1g/mL、1:2g/mL、1:4g/mL或1:5g/mL，但不限于所列举的数值，数值范围内其他未被列举的数值同样适用。
本发明中，加入碱液研磨可将气化渣磨至合适的粒径(＜200目)，便于后续步骤开展，同时可部分破坏气化渣中的硅铝酸盐结构；结合后续油浴蒸煮，进一步地破坏硅铝酸盐结构，加速浸出煤气化渣中的硅铝组分，并对气化渣进行刻蚀造孔，增大其比表面积。
优选地，步骤2所述加热方式为油浴，油浴温度为100℃～120℃，包括100℃、105℃、110℃或120℃，但不限于所列举的数值，数值范围内其他未被列举的数值同样适用。
优选地，步骤2所述搅拌速率为50～100rpm，包括50rpm、60rpm或100rpm，但不限于所列举的数值，数值范围内其他未被列举的数值同样适用。
优选地，步骤2所述助剂为铝酸钠和硫酸钠，二者质量比例为1:(0.1～10)，加入量为气化渣质量的1％～8％。
优选地，步骤2所述微波功率为600～800w，包括600w、700w、750w或800w，但不限于所列举的数值，数值范围内其他未被列举的数值同样适用。
优选地，步骤2所述微波活化时间为2～20min，包括2min、3min、5min、10min、15min或20min，但不限于所列举的数值，数值范围内其他未被列举的数值同样适用。
本发明中，循环超声酸浸处理煤气化渣，可在一定温度下加速酸液对煤气化渣的刻蚀作用，继续增加孔隙和增大气化渣的比表面积，同时可增加铝铁等金属元素的浸出率，增加净水剂前体的铝铁质量浓度。
优选地，步骤3所述经过活化造孔的煤气化渣与酸液比例为1:(3～10)g/mL，包括1:3g/mL、1:6g/mL或1:10g/mL，但不限于所列举的数值，数值范围内其他未被列举的数值同样适用。
优选地，步骤3所述酸液为盐酸、硫酸、硝酸、柠檬酸等一种或多种酸的组合，浓度为5％～10％，包括5％、6％、7％、9％或10％，但不限于所列举的数值，数值范围内其他未被列举的数值同样适用。
优选地，步骤3所述酸液中加入三氯化铁、硫酸亚铁、硝酸铁中的一种或几种，比例为经过活化造孔的煤气化渣质量分数的1％～5％。
优选地，步骤3所述循环超声酸浸次数为1～5次；酸浸温度为60～90℃，包括60℃、70℃、80℃、或90℃，但不限于所列举的数值，数值范围内其他未被列举的数值同样适用。
优选地，步骤3所述超声频率为40～80kHz，包括40kHz、50kHz、70kHz或80kHz，但不限于所列举的数值，数值范围内其他未被列举的数值同样适用。
优选地，步骤3所述超声时间为5～30min，包括5min、10min、20min或30min，但不限于所列举的数值，数值范围内其他未被列举的数值同样适用。
本发明中，将碱液和酸液按一定比例混合，能够实现对两种溶液的再利用，在一定的pH、温度下可制备硅铝铁基净水剂前体，实现废弃资源循环再生利用。
优选地，步骤4中，酸碱液比例按照硅铝铁离子物质的量浓度换算为c(Si):c(Al+Fe)＝1：(0.5～20)，例如可以是2:1、1:1、但不限于所列举的数值，数值范围内其他未被列举的数值同样适用。
优选地，步骤4中，混合液pH为4～4.8，包括pH＝4、pH＝4.1、pH＝4.5或pH＝4.8，但不限于所列举的数值，数值范围内其他未被列举的数值同样适用。
优选地，步骤4中，蒸发浓缩温度为60～70℃，包括60℃、65℃或70℃，但不限于所列举的数值，数值范围内其他未被列举的数值同样适用。
本发明中，将净水剂前体与多孔材料进行聚合干燥，得到吸附-絮凝多功能净水剂，具有吸附剂和絮凝剂的协同作用。
优选地，步骤5中，多孔材料与净水剂前体料液比为1:(5～20)g/mL，包括1:5、2:21、1:15、1:19或1:20，但不限于所列举的数值，数值范围内其他未被列举的数值同样适用。
优选地，步骤5中微波聚合功率为100～300w，包括100w，150w、200w或300w，但不限于所列举的数值，数值范围内其他未被列举的数值同样适用。
优选地，步骤5中微波时间为2～10min，包括2min、3min、5min或10min，但不限于所列举的数值，数值范围内其他未被列举的数值同样适用。
具体的，本发明提供一种煤气化渣吸附-絮凝多功能净水剂的制备方法，包括以下步骤：
步骤1，将干燥后的煤气化渣进行逐级筛分，依次过50目、100目、200目、250目、300目筛，选取低碳高铝含量气化渣(C＜30％，Al2O3>20％)，与脱碳渣混合，加入碱液包括(包括氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙、碳酸钠或碱性固废洗涤液等碱性物质其中之一或多种碱性物质的组合)进行研磨，碱液质量浓度5％～20％；混合后的低碳高铝煤气化渣和脱碳渣，与碱液之间的渣液比例为1:(1～5)g/mL。
步骤2，将研磨后的气化渣混合硫酸钠与铝酸钠倒入反应釜以50～100rpm速率进行搅拌，100℃～120℃温度下油浴蒸干后加入助剂隔绝空气微波活化，将固渣水洗至中性后干燥，得到浸取硅铝的碱液和经过活化造孔的煤气化渣。助剂为铝酸钠和硫酸钠，铝酸钠和硫酸钠质量比例为1:(0.1～10)，助剂加入量为研磨后的煤气化渣质量的1％～8％；微波功率为600～800w，时间2min～20min。
步骤3，将经过活化造孔的煤气化渣与酸液按照渣液比1:(3～10)g/mL混合进行循环超声浸取，固液分离经洗涤干燥后得到多孔材料，酸液的浓度为5％～10％，酸液为盐酸、硫酸、硝酸和柠檬酸等一种或多种酸的组合溶液，超声频率40～80kHz，时间5min～30min；循环超声酸浸次数为1～5次；酸浸温度为60～90℃；酸液中加入三氯化铁、硫酸亚铁和硝酸铁中的一种或多种，加入总量为煤气化渣质量分数的1％～5％。
步骤4，将酸提液与洗碱液按合适硅铝铁离子比例进行混合后调节pH为4～4.8，升温至60～70℃后进行蒸发浓缩，去除溶液中的杂质，得到纯化后的净水剂前体；
步骤5，将多孔材料与净水剂前体按料液比1:(5～20)g/mL混合，微波聚合后干燥，得到吸附-絮凝多功能净水剂。其中微波聚合的功率为100～300w，微波的时间为2～10min。
本发明选用的煤气化渣含有丰富的碳源、硅源、铁源、铝源，能够高效利用煤气化渣主要成分，减少煤气化渣大量堆存对企业与环境带来危害；本发明选用的气化渣含有钙、镁等其他金属元素，其生产的净水剂中含有钙、镁等金属离子，其应用于水处理净水效果更好；本发明将净水剂前体和多孔材料进行微波聚合和干燥，制备的多功能净水剂可同时进行吸附和絮凝作用，使用过程简单，效果更佳。
下面将结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
以下详细说明均是实施例的说明，旨在对本发明提供进一步的详细说明。除非另有指明，本发明所采用的所有技术术语与本申请所属领域的一般技术人员的通常理解的含义相同。本发明所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而并非意图限制根据本发明的示例性实施方式。
本发明实施例中所用煤气化渣取自陕西榆林某化工有限公司，对煤气化渣原料进行化学组分分析，如下表1所示：
表1煤气化渣的化学组成(％)
实施例一
本发明的一种煤气化渣基吸附-絮凝多功能净水剂制备方法，具体按照以下步骤实施：
步骤1，称取10g干燥后的煤气化渣进行逐级筛分，依次过50目、100目、200目、250目、300目筛，选取低碳高铝含量气化渣(C＜30％，Al2O3>20％)，与脱碳渣按质量比1:1比例混合后加入质量浓度5％的氢氧化钠溶液进行研磨，固液比为1:1g/mL；
步骤2，将研磨后的气化渣进行油浴蒸煮，搅拌直到蒸干时停止，油浴温度100℃，搅拌速率为50rpm；加入0.1g铝酸钠和硫酸钠(质量比10:1)粉末，隔绝空气微波活化，固液分离并水洗固渣至中性后干燥得到浸取硅铝的碱液、经过活化造孔的煤气化渣，微波功率为600w，时间2min；
步骤3，将干燥后的煤气化渣与酸液按照固液比1:3g/mL混合，加入0.1g三氯化铁固体后进行1次超声浸取，固液分离并洗涤干燥固渣后得到多孔复合材料，酸液为5％wt盐酸溶液，超声频率40kHz，时间5min；
步骤4，将酸提液与洗碱液按c(Si):c(Al+Fe)＝2：1进行混合后调节pH为4，升温至50℃，反应1h后升温至60℃进行蒸发浓缩，去除溶液中的杂质，得到纯化后的净水剂前体；
步骤5，将多孔材料与净水剂前体按固液比1:1g/mL混合，微波功率100w下聚合2min后干燥，得到吸附-絮凝多功能净水剂。
该净水剂比表面积为10.5978m2/g，释放絮凝剂后比表面积为344.3327m2/g。配置模拟废水浊度为1192NTU，亚甲基蓝浓度为200mg/L，PE(d<200μm)浓度为50mg/L。取50mg净水剂加入100mL废水中，先以50rpm转速搅拌1min，再以500rpm转速搅拌30s，停止搅拌，静置5min，取样测试，浊度去除率约为94.23％，亚甲基蓝吸附量为390.65mg/g，微塑料(PE)去除率约为95.84％。
实施例二
本发明的一种煤气化渣基吸附-絮凝多功能净水剂制备方法，具体按照以下步骤实施：
步骤1，称取10g干燥后的煤气化渣进行逐级筛分，依次过50目、100目、200目、250目、300目筛，选取低碳高铝含量气化渣(C＜30％，Al2O3>20％)，与脱碳渣按质量比1:1比例混合后加入质量浓度10％的氢氧化钠溶液进行研磨，固液比为1:2g/mL；
步骤2，将研磨后的气化渣进行油浴蒸煮，搅拌直到蒸干时停止，油浴温度105℃，搅拌速率为60rpm；加入0.2g铝酸钠和硫酸钠(质量比5:1)粉末，隔绝空气微波活化，固液分离并水洗固渣至中性后干燥得到浸取硅铝的碱液、经过活化造孔的煤气化渣，微波功率为650w，时间5min；
步骤3，将干燥后的煤气化渣与酸液按照固液比1:4g/mL混合，加入0.2g三氯化铁固体后进行2次超声浸取，固液分离并洗涤干燥固渣后得到多孔复合材料，酸液为7％wt盐酸溶液，超声频率50kHz，时间10min；
步骤4，将酸提液与洗碱液按按照c(Si):c(Al+Fe)＝1：1进行混合后调节pH为4.2，升温至50℃，反应1.5h后升温至60℃进行蒸发浓缩，去除溶液中的杂质，得到纯化后的净水剂前体；
步骤5，将多孔材料与净水剂前体按固液比1:5g/mL混合，微波功率150w下聚合5min后干燥，得到吸附-絮凝多功能净水剂。
该净水剂比表面积为15.6258m2/g，释放絮凝剂后比表面积为361.4792m2/g。测试步骤如实施例一，取样测试，浊度去除率约为97.91％，亚甲基蓝吸附量为326.72mg/g，微塑料(PE)去除率约为91.21％。
实施例三
本发明的一种煤气化渣基吸附-絮凝多功能净水剂制备方法，具体按照以下步骤实施：
步骤1，称取10g干燥后的煤气化渣进行逐级筛分，依次过50目、100目、200目、250目、300目筛，选取低碳高铝含量气化渣(C＜30％，Al2O3>20％)，与脱碳渣按质量比1:1比例混合后加入质量浓度10％的氢氧化钠溶液进行研磨，固液比为1:2.5g/mL；
步骤2，将研磨后的气化渣进行油浴蒸煮，搅拌直到蒸干时停止，油浴温度110℃，搅拌速率为75rpm；加入0.4g铝酸钠和硫酸钠(质量比1:1)粉末，隔绝空气微波活化，固液分离并水洗固渣至中性后干燥得到浸取硅铝的碱液、经过活化造孔的煤气化渣，微波功率为700w，时间10min；
步骤3，将干燥后的煤气化渣与酸液按照固液比1:6.5g/mL混合，加入0.25g三氯化铁和硫酸亚铁(质量比1:1)混合固体后进行3次超声浸取，固液分离并洗涤干燥固渣后得到多孔复合材料，酸液为8％wt盐酸和硫酸混合溶液，超声频率60kHz，时间17min；
步骤4，将酸提液与洗碱液按c(Si):c(Al+Fe)＝1：10进行混合后调节pH为4.4，升温至55℃，反应1h后升温至65℃进行蒸发浓缩，去除溶液中的杂质，得到纯化后的净水剂前体；
步骤5，将多孔材料与净水剂前体按固液比1:10g/mL混合，微波功率200w下聚合6min后干燥，得到吸附-絮凝多功能净水剂。
该净水剂比表面积为23.6599m2/g，释放絮凝剂后比表面积为379.3155m2/g。测试步骤如实施例一，取样测试，浊度去除率约为98.44％，亚甲基蓝吸附量为260.39mg/g，微塑料(PE)去除率约为86.36％。
实施例四
本发明的一种煤气化渣基吸附-絮凝多功能净水剂制备方法，具体按照以下步骤实施：
步骤1，称取10g干燥后的煤气化渣进行逐级筛分，依次过50目、100目、200目、250目、300目筛，选取低碳高铝含量气化渣(C＜30％，Al2O3>20％)，与脱碳渣按质量比1:1比例混合后加入质量浓度15％的氢氧化钠和氢氧化钾混合溶液进行研磨，固液比为1:4g/mL；
步骤2，将研磨后的气化渣进行油浴蒸煮，搅拌直到蒸干时停止，油浴温度115℃，搅拌速率为90rpm；加入0.6g铝酸钠和硫酸钠(质量比1:5)粉末，隔绝空气微波活化，固液分离并水洗固渣至中性后干燥得到浸取硅铝的碱液、经过活化造孔的煤气化渣，微波功率为750w，时间15min；
步骤3，将干燥后的煤气化渣与酸液按照固液比1:8g/mL混合，加入0.4g三氯化铁和硫酸亚铁(质量比1:1)混合固体后进行4次超声浸取，固液分离并洗涤干燥固渣后得到多孔复合材料，酸液为9％wt盐酸和硫酸混合溶液，超声频率70kHz，时间25min；
步骤4，将酸提液与洗碱液按c(Si):c(Al+Fe)＝1：15进行混合后调节pH为4.6，升温至60℃，反应1h后升温至70℃进行蒸发浓缩，去除溶液中的杂质，得到纯化后的净水剂前体；
步骤5，将多孔材料与净水剂前体按固液比1:15g/mL混合，微波功率250w下聚合8min后干燥，得到吸附-絮凝多功能净水剂。
该净水剂比表面积为13.2015m2/g，释放絮凝剂后比表面积为399.3385m2/g。测试步骤如实施例一，取样测试，浊度去除率约为98.04％，亚甲基蓝吸附量为126.94mg/g，微塑料(PE)去除率约为80.29％。
实施例五
本发明的一种煤气化渣基吸附-絮凝多功能净水剂制备方法，具体按照以下步骤实施：
步骤1，称取10g干燥后的煤气化渣进行逐级筛分，依次过50目、100目、200目、250目、300目筛，选取低碳高铝含量气化渣(C＜30％，Al2O3>20％)，与脱碳渣按质量比1:1比例混合后加入质量浓度20％的氢氧化钠、氢氧化钙和碱性固废洗涤液的混合溶液进行研磨，固液比为1:5g/mL；
步骤2，将研磨后的气化渣进行油浴蒸煮，搅拌直到蒸干时停止，油浴温度120℃，搅拌速率为100rpm；加入0.8g铝酸钠和硫酸钠(质量比1:10)粉末，隔绝空气微波活化，固液分离并水洗固渣至中性后干燥得到浸取硅铝的碱液、经过活化造孔的煤气化渣，微波功率为800w，时间20min；
步骤3，将干燥后的煤气化渣与酸液按照固液比1:10g/mL混合，加入0.5g三氯化铁、硫酸亚铁和硝酸铁(质量比1:1:1)混合固体后进行5次超声浸取，固液分离并洗涤干燥固渣后得到多孔复合材料，酸液为10％wt盐酸和硫酸混合溶液，超声频率80kHz，时间30min；
步骤4，将酸提液与洗碱液按c(Si):c(Al+Fe)＝1：20进行混合后调节pH为4.8，升温至60℃，反应1h后升温至70℃进行蒸发浓缩，去除溶液中的杂质，得到纯化后的净水剂前体；
步骤5，将多孔材料与净水剂前体按固液比1:20g/mL混合，微波功率300w下聚合10min后干燥，得到吸附-絮凝多功能净水剂。
该净水剂比表面积为42.6473m2/g，释放絮凝剂后比表面积为99.3385m2/g；测试步骤如实施例一，取样测试，浊度去除率约为93.58％，亚甲基蓝吸附量为98.64mg/g，微塑料去除率约为75.87％。
表2不同实施方法制备净水剂的应用效果
以上所述的实施例仅为本发明的优选技术方案，而不应视为对于本发明的限制，本申请中的实施例及实施例中的特征在不冲突的情况下，可以相互任意组合。本发明的保护范围应以权利要求记载的技术方案，包括权利要求记载的技术方案中技术特征的等同替换方案为保护范围。即在此范围内的等同替换改进，也在本发明保护范围内。

Claims (9)

1.一种煤气化渣基吸附-絮凝多功能净水剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将煤气化渣依次进行余热风干和逐级筛分，得到低碳高铝煤气化渣和高碳煤气化渣，将所述高碳煤气化渣脱碳得到脱碳后煤气化渣，将所述低碳高铝煤气化渣和脱碳后煤气化渣进行混合，并加入碱液进行研磨得到研磨后煤气化渣；
将研磨后煤气化渣进行搅拌，然后油浴蒸干后加入铝酸钠和硫酸钠，隔绝空气进行微波活化，最后水洗干燥得到浸取硅铝的碱液和经过活化造孔的煤气化渣；
将三氯化铁、硫酸亚铁和硝酸铁中的一种或多种，与酸液和经过活化造孔的煤气化渣混合后，进行循环超声浸取，接着固液分离并将固渣洗涤干燥得到多孔材料；
将浸取硅铝的碱液和浸取铝铁的酸液按照比例进行混合，并调节pH值后，升温至预设温度进行反应，最后进行蒸发浓缩得到纯化后净水剂前体；
将纯化后净水剂前体和多孔材料按照比例混合后，依次进行微波聚合和干燥，最终得到煤气化渣基吸附-絮凝多功能净水剂；
所述pH值为4～4.8。
2.根据权利要求1所述的一种煤气化渣基吸附-絮凝多功能净水剂的制备方法，其特征在于，所述酸液中加入三氯化铁、硫酸亚铁和硝酸铁中的一种或多种，所述三氯化铁、硫酸亚铁和硝酸铁中的一种或多种的加入量为所述经过活化造孔的煤气化渣质量分数的1％～5％；
所述浸取铝铁的酸液通过以下步骤得到：将三氯化铁、硫酸亚铁和硝酸铁中的一种或多种，与酸液和经过活化造孔的煤气化渣混合后进行循环超声浸取后，固液分离后得到浸取铝铁的酸液。
3.根据权利要求1所述的一种煤气化渣基吸附-絮凝多功能净水剂的制备方法，其特征在于，所述浸取硅铝的碱液和浸取铝铁的酸液的混合比例按照硅铝铁离子物质的量浓度比例进行混合，具体为：c(Si):c(Al+Fe)＝1：(0.5～20)。
4.根据权利要求1所述的一种煤气化渣基吸附-絮凝多功能净水剂的制备方法，其特征在于，
所述升温至预设温度进行反应中，所述预设温度为50～60℃，所述反应时间为1h～1.5h；
所述蒸发浓缩的温度为60℃～70℃。
5.根据权利要求1所述的一种煤气化渣基吸附-絮凝多功能净水剂的制备方法，其特征在于，所述多孔材料和纯化后净水剂前体的料液比为1：(1～20)g/mL。
6.根据权利要求1所述的一种煤气化渣基吸附-絮凝多功能净水剂的制备方法，其特征在于，
所述混合后的低碳高铝煤气化渣和脱碳后煤气化渣，与碱液之间的料液比为1：(1～5)g/mL；
所述碱液的质量浓度为5％～20％。
7.根据权利要求1所述的一种煤气化渣基吸附-絮凝多功能净水剂的制备方法，其特征在于，所述铝酸钠和硫酸钠的质量比为1：(0.1～10)；
所述油浴蒸干后加入铝酸钠和硫酸钠中，铝酸钠和硫酸钠的加入量为所述研磨后煤气化渣质量的1％～8％；
所述经过活化造孔的煤气化渣和酸液之间的按照料液比为1：(3～10)g/mL进行混合；
所述酸液的质量浓度为5％～10％。
8.一种煤气化渣基吸附-絮凝多功能净水剂，其特征在于，采用权利要求1～7任意一条所述的一种煤气化渣基吸附-絮凝多功能净水剂的制备方法得到。
9.权利要求8所述的一种煤气化渣基吸附-絮凝多功能净水剂在废弃煤气化渣循环再生利用上的应用，以及降低废水浊度和吸附废水中微塑料的应用。
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