[发明专利]一种用于吸附的改性陶粒填料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种吸附的改性陶粒填料及其制备方法，所述用于吸附的改性陶粒填料按重量份包括：黏土40～60份、膨润土40～60份、硅石粉20～35份、赤泥80～100份、羧甲基纤维素钠2～10份、硫酸铵1～5份、改性剂10～40份、水玻璃5～10份、粘结剂1～3份、造孔剂2～6份；所述黏土、膨润土、硅石粉、赤泥质量比为1～1.5:1～1.5:0.5～0.7:2～2.5。本发明以黏土、膨润土、硅石粉、赤泥为主要原料，添加特定的助剂，混配均匀，制得的用于吸附的改性陶粒填料表面粗糙，比表面积大、孔隙率高、外表坚硬，化学和热稳定性好，具有较好的吸附能力，且易于再生，工艺简单，应用广泛，经济实用。

技术领域

本发明涉及水处理、环境友好材料领域，具体涉及一种用于吸附的改性陶粒填料及其制备方法。

背景技术

随着我国工业的发展，工业废水的排放量日益增加，达不到排放标准的工业废水排出后污染地表水和地下水，严重影响水质，尤其来自矿山、冶炼、电解、电镀、农药、油漆、颜料等企业排出的重金属废水，重金属废水中含有的汞、镉、铅、铬等具有生物毒性的重金属，在水中较稳定，难以被水中微生物降解，因此需要采用特殊合理的污水处理工艺流程对其进行处理。对重金属污水的处理，通常分为两类：一是使废水中成溶解状态的重金属转化为不溶的金属化合物或元素，经沉淀或上浮从废水中去除，可应用的方法如中和沉淀法、硫化物沉淀法、上浮分离法、电解沉淀法、隔膜电解法、吸附法等；二是将废水中的重金属在不改变化学形态的条件下进行浓缩和分离，可应用的方法有反渗透法、电渗析法、蒸发法和离子交换法等。其中，吸附法主要是利用具有巨大比表面积的多孔材料作为吸附剂而应用于重金属废水的处理，通过吸附剂对重金属的吸附作用来达到净化水质的目的。传统的吸附法主要采用活性炭作为吸附剂，活性炭具有吸附能力强、去除效率高等特点，但由于其价格昂贵，不适应于大规模的处理过程。

陶粒是以粘土、页岩、煤矸石、粉煤灰等为主要原料，掺加少量粘结剂、附加剂等经加工成粒或粉磨成球，再经烧胀等工艺制成的一种廉价吸附剂。根据原料不同，可分为粘土陶粒、粉煤灰陶粒、页岩陶粒、煤矸石陶粒等。陶粒填料具有良好的吸附性能和稳定的化学性能，且强度高、孔隙率高、比表面积大、吸附性能好，且价格便宜环保，可行性强。陶粒作为过滤材料和生物载体，广泛应用于污水处理领域。

中国专利(CN102351306B)公开了一种磁致改性陶粒填料，由作为基材的陶粒颗粒和基材内混合的磁粉、生物亲和性物质以及分散剂组成，各组分的重量百分比如下：陶粒颗粒30～84％、磁粉10～30％、生物亲和性物质1～10％、分散剂5～30％；作为基材的陶粒颗粒的主要制备原料为粉煤灰、黏土、页岩或煤矸石中的一种，其粒径在5～20mm之间，BET比表面积在300～500m2/g之间；基材内混合磁粉为四氧化三铁、三氧化二铁、一氧化铁中的一种或几种的混合物；生物亲和性物质为淀粉、壳聚糖、羟基磷灰石中的一种或几种的混合物；所使用的分散剂为聚丙烯酰胺。使用磁粉的磁致物理化学生物效应改性陶粒填料应用于处理废水。中国专利(CN104003483B)公开了一种竹炭基微电解多孔陶粒填料，其特征在于：填料以铁为阳极、碳为阴极，呈多孔蜂窝球状规整化结构，粒径为1～15mm，吸水率为20％～45％，比表面积为30～60m²/g；原料组成及质量百分比如下：铁粉：10％～50％、竹粉：5％～30％、粘土：10％～40％、活化剂：5％～10％、催化剂：1％～5％、造孔剂：1％～10％、粘结剂：1％～10％。

目前，陶粒虽作为一种廉价，应用广泛的填料，但未经改性的陶粒填料比表面积、孔体积、机械强度、抗冲刷磨损性能等物理特性，无法满足污水处理需求，因此，需要对陶粒填料进行改性，以增大多孔陶粒填料的比表面积、孔容积、连通率等特性，以此满足污水处理的要求。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种用于吸附的改性陶粒填料及其制备方法，以解决上述技术问题。

本发明提供如下技术方案：