[发明专利]一种粒状赤泥吸附剂及其制备方法

说明书

所属领域

本发明公开一种粒状赤泥吸附剂及其制备方法，具体涉及一种以氧化铝生产过程中所产生的赤泥为主要原料添加粘结剂制成有一定强度的粒状吸附剂的方法，属于环境保护和水处理技术领域。

技术背景

近年来，我国在环境保护方面的压力不断加大，国家也加强了对于环境保护的重视程度。为有效控制污染改善环境质量，从2011年开始，一大批国家环境保护法规、标准将要施行。而水污染治理则是环境污染治理的重中之重。

目前，水处理的常用方法是物理处理法和化学处理法，主要有重力分离法、离心分离法、蒸发结晶法、中和法、化学混凝和沉降法、吸附法和电渗析法等。其中，在吸附法中，活性炭的应用比较普遍，活性炭具有很强的吸附性能，可以有效地吸附废水中的有机污染质和金属离子。但是活性炭的制造成本较高，大量用于水处理费用较高。本发明以氧化铝生产中的废渣赤泥和水泥为原料混合、制粒、凝结成可替代活性炭的廉价粒状吸附剂。

该吸附剂具有以下优点：1、利用堆积的赤泥以废治废；2、成本低廉，制造工艺简单，可大量制造使用；3、对有机污染物和重金属离子具有较好的吸附能力；4、吸附速度较快；5、易于脱附活化及循环使用；6、脱附下来的重金属等可以回收利用。

目前，国内外关于氧化铝生产废渣赤泥在水处理和环境保护方面的研究越来越多。Ali Tor , Yunus Cengeloglu等的研究表明在pH为1～9的范围内，经中和处理的赤泥对苯酚的吸附性能良好。E. LO? PEZ, B. SOTO等开展了赤泥制粒的研究，采用CaSO₄和赤泥混合制粒，并测得其对Cu²⁺, Zn²⁺, Ni²⁺和 Cd²⁺ 的吸附容量分别为19.72, 12.59, 10.95和10.57 mg/g。 Laura Santona, Paola Castaldi等对赤泥进行酸处理活化，使得其对重金属的吸附容量扩大了30%。

中国专利200610112907.2就是以氧化铝废渣赤泥、粉煤灰作为主要原料，添加粘结剂、激发剂和成孔剂通过焙烧制成粒状赤泥吸附剂。但其需要在几个温度梯度下加热，在高温下焙烧而成，使其制造能耗较高，成本较高，操作复杂。

发明内容

针对现有活性炭、赤泥基等多种吸附剂使用成本高，处理量低，难以满足大量有机、无机低浓度废水处理的现状，本发明采用氧化铝生产过程中产生的废渣赤泥作为原材料，提出了一种粒状赤泥吸附剂及其制备方法，本方法制备的吸附剂成本低廉、制造工艺简单、可操作性强。

本发明的主要技术方案：制备的粒状赤泥吸附剂的主要成分及百分比：赤泥干基60～70wt%，水泥干基 2～10wt%，水20～30wt%，赤泥干基的主要组份是SiO₂、CaO、Fe₂O₃、Al₂O₃和Na₂O的任意比例混合物。赤泥的pH为13~15。将具有一定含水量的赤泥与干水泥混合均匀后，采用制粒机混合制粒，然后在潮湿的环境下养护，最终得到粒状赤泥吸附剂。

本发明粒状赤泥吸附剂的制造方法，其具体步骤包括如下： 

（1）制粒：取氧化铝厂经过滤后的赤泥与水泥干基按照质量比：60～70:1～5混合均匀并制粒，制粒过程中喷洒雾化水保持颗粒表面湿润；（小试的情况是用手把大颗粒捏碎，边混合边喷水，大规模情况下设想使用造粒机，造粒机可以根据物料的含水量加入适当的水蒸汽制出粒度较为均匀的颗粒。）

（2）养护：将步骤（1）中制好的赤泥颗粒用湿布覆盖，使其在潮湿的环境下保养，根据天气干燥情况喷洒水雾保持湿润状态3～10天后，凝结成粒状赤泥吸附剂。

所述赤泥干基的主要组份是SiO₂、CaO、Fe₂O₃、Al₂O₃和Na₂O的任意比例混合物。

所述步骤（1）中制粒时添加的赤泥含水量为30～40wt%。

所述赤泥的pH为13~15。

所述水泥为普通市售。

所述赤泥吸附剂的制粒和养护过程都需要保持其含水率在20～30wt%。

本发明使用赤泥为主要原料，少量水泥为粘结剂，在提高吸附剂在水溶液中的强度的同时，又保证了赤泥吸附效果，使得制造的吸附剂既有较好的强度，又拥有较好的吸附性能。