[发明专利]一种选择性吸附钙镁离子的凹凸棒土滤料的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种选择性吸附钙镁离子的凹凸棒土滤料的制备方法，该制备方法得到的凹凸棒土滤料在水处理系统中能吸附水中大量的钙镁离子和重金属离子以及脱色去味，可替代人工合成的钠离子交换树脂和活性炭。 

背景技术

水处理系统中采用活性炭和钠离子交换树脂对水进行预处理。活性炭可以吸附水中的有机物、颜色和气味，钠离  子交换树脂可以用钠离子交换水中的钙镁离子，降低水的硬度。人工合成的离子交换树脂，在生产过程中会产生大量的废水、废气，污染环境，树脂失效后既不能降解，又不能回收再利用，对环境造成新的污染。 

凹凸棒土又名坡缕石或坡缕缟石，是一种层链状结构的含水富镁铝硅酸盐粘土矿物。其理想分子式为：(Mg，Al，Fe)5Si8O20(HO)2(OH2)4？4H2O，理论化学成分为：SiO256.96％；(Mg，Al，Fe)O 23.83％；H2O 19.21％。凹凸 棒石粘土(别称凹土、漂白土、白土、山软木等)具有特殊的纤维结构、不同寻常的胶体和吸附性能，具有广泛的应用领域，有“千土之王”、“万用之土”等美誉。 

我国凹凸棒土资源丰富，仅江苏盱眙县现有凹凸棒土储量就有6700万吨，约占我国凹凸棒土总量的70％。凹凸棒石粘土是指以凹凸棒石为主要组成部分的一种粘土矿，其集合体为土状块体构造，颜色为灰白色、青灰、微黄或浅绿，油脂光泽，比重轻(2.0～2.3g/cm3)，摩氏硬度2-3级，潮湿时呈粘性和可塑性，干燥收缩小，且不产生龟裂，吸水性强，可达到150％以上，PH值为8.5±1，由于内部多孔道，比表面积可达500m2/g以上，大部份的阳离子、水分子和一定大小的有机分子均可直接被吸附进孔道中，电化学性能稳定，不易被电解质所絮凝，在高温和盐水中稳定性良好。 

发明内容

本发明的目的是：提供一种选择性吸附钙镁离子的凹凸棒土滤料的制备方法，通过该制备方法得到的凹凸棒土颗粒滤料用于水处理系统，能有效吸附水中大量的钙镁离子和重金属离子以及脱色去味，可替代人工合成的钠离子交换树脂和活性炭，适用于食品、制药、化工、电子及医院用水和生活饮用水的软化和净化处理。 

本发明的技术解决方案是：以凹凸棒土为原料，经浸泡、混匀、滚压、研磨、造粒、煅烧得半成品，用氯铵或碳铵等 溶液对半成品进行改性活化，得到选择性吸附钙镁离子的凹凸棒土滤料。 

该制备方法的具体步骤如下： 

(1)浸泡：采用软化水对凹凸棒土进行浸泡，其质量比为1∶2-3，浸泡时间20-26小时； 

(2)混匀：被浸泡的凹凸棒土沥水后采用搅拌机搅拌均匀； 

(3)滚压：采用压缩比为1∶3的滚压机对被混匀的凹凸棒土进行滚压； 

(4)研磨：采用研磨机对滚压后的凹凸棒土进行研磨得到170-230目的凹凸棒土； 

(5)造粒：采用造粒机对研磨后的凹凸棒土进行造粒，得到粒径0.15-2.0mm的粒料； 

(6)煅烧：粒料在煅烧炉中480-560℃煅烧3-5小时，得半成品； 

(7)活化：用氯铵或碳铵溶液对半成品进行改性活化，得到选择性吸附钙镁离子的凹凸棒土滤料；其中，氯铵活化处理方式：用3mol/L NH4Cl溶液在常温下浸泡半成品3-5小时，溶液用量10ml/g土，用离心机分离，再用纯水冲洗至洗液pH值达到7-7.5；其中，碳铵活化处理方式：用1mol/L(NH4)2CO3溶液在常温下浸泡3-5小时，溶液用量10ml/g土，用离心机分离，再用纯水冲洗至洗液pH值达 到7-7.5。 

通过该制备方法得到的选择性吸附钙镁离子的凹凸棒土滤料由以下方法对滤料进行再生处理：采用饱和NaCl溶液对吸附能力降低后的滤料进行浸泡，浸泡时间8-10小时，单位滤料用NaCl量为0.18kg/kg土。 

本发明具有以下优点： 

1、能有效去除水中大量的钙镁离子和重金属离子以及脱色去味，可替代人工合成的钠离子交换树脂和活性炭。 

2、凹凸棒土不含对人体有害的物质，生产过程无污染，失效的颗粒滤料可再生重复循环使用，彻底失效的滤料可粉碎用于生产饲料和肥料。 

3、本发明利用当地丰富的凹凸棒土资源，提高资源的利用价值和利用效率。 

4、本发明的凹凸棒土滤料比表面积大，吸附性强，截污能力大，不但能有效去除水中钙镁离子、颜色和气味，还能去除水中重金属离子。 

5、煅烧在确保不破坏凹凸棒土的晶体形状时增加凹凸棒土硬度，去除杂质，打开孔径，提高滤料质量。