[发明专利]改性膨化稻壳球体吸附材料的制备方法

说明书

本发明公开了一种改性膨化稻壳球体吸附材料的制备方法，包括：取天然稻壳清理除去杂质，粉碎后过筛进行筛分，然后加入碱性溶液，搅拌，过滤干燥，得到改性天然稻壳；将改性天然稻壳和碳酸钠溶液，加入膨化机，控制膨化机进料温度和出料温度，进行改性天然稻壳的膨化处理，然后进行过筛分级过程，干燥，得到改性膨化稻壳；将改性膨化稻壳加入圆盘式造粒机进行造粒，同时加入交联剂，进行改性膨化稻壳造粒处理，制得改性膨化稻壳吸附材料。本发明中改性膨化稻壳球体吸附材料经改性造团后，制得具有吸附重金属铜铅锌的新吸附材料，在矿山废水处理、冶金废液处理、重金属污染水的处理等领域的水处理等方面具有良好的应用前景。

技术领域

本发明属于生物质材料资源利用和复合吸附材料技术领域，涉及一种改性膨化稻壳球体吸附材料的制备方法及应用。特别适用于生物质改性技术及球体吸附材料应用等。

背景技术

膨化稻壳纤维素是一种来源丰富、价廉易得、可生物降解的水溶性纤维素生物质材料，属于聚阴离子线性高分子的一种，而碳酸钠作为一种碱性化合物，是一种具有弱碱性质的化合物，其合成方法简单。制备的改性膨化稻壳球体吸附材料具有弱碱性、耐酸、在高酸碱度体系下具有足够的稳定性和耐腐蚀等的优点。膨化稻壳纤维素在碳酸钠碱性化合物作用下充分溶胀方式，达到优势互补、协同增效的作用，从而使形成的球团材料机械性能增加，同时具有良好的吸附性。而且碱性碳酸钠溶胀作用使得膨化稻壳纤维素大分子之间间距加大，有利于更多的金属离子扩散进入到膨化稻壳纤维素的内部，有利于更多的金属进行交换吸附，从而增加了更多的吸附位点，将其复合制备高吸附性能的吸附剂并应用于矿冶废水重金属元素处理和提取领域，以解决目前膨化稻壳粉体难回收、难分离、难以进行工业化应用的缺陷，同时可解决膨化稻壳高分子面临的资源浪费的问题，开发利用可再生资源，对于高新科技的发展、实现资源可持续发展具有重要意义。

目前，对于矿冶废水中提取铅锌铜的方法主要有化学沉淀法、萃取法、离子交换法、吸附法等。其中，生物质吸附法是回收微量重金属元素最有效的方法，具有成本低、处理速度快、使用范围广的优点，但其易受吸附剂的制约、选择性不高。而以生物质材料为基础制备的球型吸附剂具有良好的选择性、成型好、稳定性高等的优点，因此，研究此类高效低成本的新型生物质微球吸附材料，可同时解决生物质材料吸附能力的有限性和粉体吸附剂难分离等的问题。

本发明采用自然界中最丰富、价廉易得的膨化稻壳纤维素可再生资源，通过化学改性和物理改性将其与有机粉体膨化稻壳复合制备出提取重金属的复合球型吸附材料，既为矿冶废水中提取重金属元素提供新的思路，又能为开发利用生物质材料提供新途径，解决了资源合理利用和环境污染问题，符合可持续发展的要求，具有较大的使用价值和广阔的应用前景。

发明内容

本发明的一个目的是解决至少上述问题和/或缺陷，并提供至少后面将说明的优点。

为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种改性膨化稻壳球体吸附材料的制备方法，包括下列步骤：

步骤一、取天然稻壳清理除去杂质，粉碎后过筛进行筛分，然后加入碱性溶液，搅拌反应1～3h后，过滤干燥，得到改性天然稻壳；

步骤二、将改性天然稻壳和碳酸钠溶液，加入膨化机；控制水分使进料含水量在10～50％，控制膨化机进料温度在40～120℃；出料温度控制在100～300℃，pH控制在7～8之间，进行改性天然稻壳的膨化处理，然后进行过筛分级过程，在30～60℃干燥8～30h，得到改性膨化稻壳；

步骤三、将改性膨化稻壳加入圆盘式造粒机进行造粒，同时加入交联剂，进行改性膨化稻壳造粒处理，制得粒径800μm～10000μm的改性膨化稻壳吸附材料。

优选的是，所述步骤一中，过筛采用80～500目的筛子。

优选的是，所述步骤一中碱性溶液的浓度为1～10wt％；所述天然稻壳与碱性溶液与的重量比为20:1～5:1；所述碱性溶液为碳酸钠溶液、碳酸氢钠溶液和水合碳酸钠溶液中的一种。