[发明专利]具有吸附和反应能力的多孔颗粒复合材料及其制备工艺

说明书

一、技术领域

本发明涉及一种含生石灰的球状多孔颗粒材料，可用于酸性或碱性液态有害污染物应急事故中的快速吸收、围挡和分离处理。

二、背景技术

对于陆上运输过程中发生的液态有害污染物应急事故，处理的第一步就是对污染物的阻隔与就地拦截。生石灰是一种很好的吸收、固定材料，与强酸和强碱都可以发生化学反应，形成含钙的盐，使无机物被锁定，进而被回收，基于上述特性，生石灰可用于污染物处理领域。

但若使用纯石灰进行液态有害污染物的处理，则存在一些缺点：

在对液态污染物的处理过程中，尤其是在快速处理时，会产生大量的粉尘，造成附加的环境污染，也给操作带来困难。

对于固体材料与液体相接触时的反应，反应速度和反应的完全程度受材料比表面积的控制，呈粉状或块状的纯石灰比表面积较小，反应速度慢，使得对污染物处理的效率不高。

三、发明内容

技术问题：本发明针对上述现有技术之缺陷，提供了一种具有吸附和反应能力的多孔颗粒复合材料及其制备工艺。

技术方案：本发明的技术解决方案为：一种具有吸附和反应能力的多孔颗粒复合材料，其特征在于由生石灰、凹凸棒土、膨润土、盐类添加剂以及作为造孔剂的活性炭组成，其中所含生石灰、凹凸棒土、膨润土三种粉料按质量百分配比为40～80％∶10～50％∶10～50％；盐类添加剂和作为造孔剂的活性炭分别占上述生石灰、膨润土、凹凸棒土粉料总质量的3～10％，所述盐类添加剂按质量比组成为NaCl∶KCl∶CaCl₂∶MgCl₂＝(0.8～1.2)∶(0.8～1.2)∶(0.8～1.2)∶(0.8～1.2)。

一种制备权利要求1所述具有吸附和反应能力的多孔颗粒复合材料的方法，其特征在于包括以下步骤：称取占粉料总质量40～80％的生石灰、10～50％的膨润土、10～50％的凹凸棒土，配成粉料，并加入占上述粉料总质量3～10％的添加剂，该添加剂按质量比组成为NaCl∶KCl∶CaCl2∶MgCl2＝(0.8～1.2)∶(0.8～1.2)∶(0.8～1.2)∶(0.8～1.2)；再加入占上述粉料总质量3～10％的活性炭作为造孔剂，混合均匀，然后制备φ9～10mm的球状颗粒坯粒；把制好的球状颗粒坯粒经干燥处理后，在650～800℃保温烧结0.5～3小时，得到多孔颗粒复合材料。

有益效果：本发明的多孔颗粒复合材料，在对液态污染物的处理方面具备以下优点：

(1)提高了生石灰与液态污染物的反应速度与反应程度：本发明提供的多孔颗粒复合材料，具有较大的比表面积和遍布其上的互通微孔，在与液态污染物质接触时，液体可通过微孔进入颗粒内部与石灰接触反应，大大增加了污染物与石灰的接触面积，提高反应速度和反应的程度。而且，由于石灰在水化过程中发生膨胀，多孔颗粒在反应过程中会发生碎裂，可进一步增加反应的速度和反应进行的完全程度，实现对酸性或碱性液态污染物的快速吸附和反应转化。

(2)对于大量的流动污染物，可起阻隔与拦截作用：生石灰不仅吸湿性强，而且有一定的吸水膨胀性，在吸水反应的同时放出热量，凹凸棒土和膨润土都有良好的吸湿和粘结性能。复合多孔颗粒材料由于自身产生膨胀压力的作用发生致密化，而热量的释放会带走部分水分，最终形成密实结构，对于大量的流动污染物，可起阻隔与拦截作用。

(3)阻止有害物质向环境土壤中的渗透：当污染物量较大时，在对无机污染物进行阻隔和拦截处理后，可以继续向污染源中投放上述多孔颗粒复合材料，对污染物进行进一步的锁定与固化处理。未反应的颗粒材料由于存在大量微孔，具有较小的容积密度而浮在上面，而反应的生成物和凹凸棒土、膨润土一起向底部沉积，实现反应产物的分离。沉积在底部的反应产物，同时也起到隔离有害物的作用，阻止有害物质向环境土壤中的渗透。

四、具体实施方案：

本发明涉及一种具有吸附和反应能力的多孔颗粒复合材料，该复合材料由生石灰、凹凸棒土、膨润土、盐类添加剂以及作为造孔剂的活性炭组成，其中所含生石灰、凹凸棒土、膨润土三种粉料按质量百分配比为40～80％∶10～50％∶10～50％；盐类添加剂和作为造孔剂的活性炭分别占上述生石灰、膨润土、凹凸棒土三种粉料总质量的3～10％，所述盐类添加剂按质量比组成为NaCl∶KCl∶CaCl₂∶MgCl₂＝(0.8～1.2)∶(0.8～1.2)∶(0.8～1.2)∶(0.8～1.2)。