一種無機礦物水處理劑及其制備方法
【專利摘要】本發明屬于無機水處理劑領域，特別涉及一種纖維多孔沸石水處理劑及其制備方法，它由50-60份天然沸石、25-30份紅色火山石、8-15份天然纖維、3-4份亞鐵鹽和1-2份質量濃度為35%H2O2水溶液組成；其制備方法為：將天然沸石和火山石混合，經破碎、酸洗滌、紅外光照射等處理，再將天然纖維和沸石與火山石混合物在真空條件下混合，加入可溶性亞鐵溶液，稍后加入H2O2水溶液，攪拌干燥，高溫煅燒，冷卻烘干，即為本發明所述無機礦物水處理劑。該水處理劑具有較大的吸附空間和吸附力，可解決現有水處理劑對成分復雜的污水處理效果不明顯、對環境污染等問題。本發明所述的水處理劑易再生，不會造成二次污染，能廣泛應用于各類污水的凈化處理。
【專利說明】一種無機礦物水處理劑及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及水處理劑領域，具體涉及一種以天然沸石和天然纖維為主要原料的無機礦物水處理劑及其制備方法。
【背景技術】
[0002]水處理劑是工業用水、生活用水、廢水處理過程中所必須使用的化學藥劑。這些化學藥劑的使用，使水達到一定的質量要求。其主要作用是控制水垢、污泥的形成，減少泡沫，減少對與水接觸的材料的腐蝕，除去水中的懸浮固體和有毒物質，除臭、脫色，軟化、穩定水質及海水淡化等。水處理行業本身的發展所依賴的物質基礎也取自于環境，其許多產品還有許多不符合環保的要求，如有毒、高磷、重金屬的藥劑或配方產品，目前的技術上還不能滿足水處理的需求，因此，水處理行業本身也面臨著技術創新、發展的需求等問題，開發出低毒、甚至無毒的與環境友好的綠色水處理產品以及合理、經濟、安全的綠色水處理工藝，是目前水處理領域的迫切需求。而沸石具有吸附性、離子交換性、催化和耐酸耐熱等性能，可用作吸附劑、離子交換劑和催化劑，用于污水處理等方面，具有廣泛的市場應用前
旦
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[0003]天然沸石表面硅氧結構具有極強的親水性，且結構外部陽離子易水解，導致天然沸石吸附有機物的性能極差，并且硅鋁結構本身帶負電荷，故天然沸石難以去除水中的陰離子污染物。因此，對天然沸石進行改性，提高其對有機物和陰離子的吸附能力，能夠使天然沸石更為廣泛地應用于水處理領域天然沸石經過改性，可以明顯提高其孔隙率及表面活性，提高吸附性能、離子交換性能及交換量等，從而提高其使用價值。改性沸石包括范圍很廣，從經簡單的離子交換處理直到結構完全崩塌而得到的產品都屬改性沸石范圍。
[0004]多孔沸石材料是含有豐富多孔的結晶沸石，不僅保留了沸石材料優良的酸性和水熱穩定性，而且由于新孔的引入改善了其對大分子的吸附和擴散性能，在催化領域特別是涉及大分子的催化反應中是極有應用前景的材料。早期的多孔沸石合成方法主要是使用后處理，包括水熱處理、酸處理或者堿處理。近年來模板的使用成為合成多孔沸石的主要方法，主要包括介孔碳模板、高分子聚合物、有機硅烷以及納米無機物等。但是現有模板法對環境污染大、成本高、晶化時間長等缺點，不宜廣泛使用。
[0005]中國專利申請號201210382889.5,201210010532.4 和 201310414937.9，通過沸石
與其他共混物混凝吸附或者金屬改性，提高吸附和沉淀效果，金屬物質的加入可改變水質活性，但所用吸附劑均為天然物質，吸附性能有限，且金屬改性后吸附對象單一，對有機物、金屬等污染物只能部分吸附，且金屬活性物質的加入，會造成對水體的二次污染，吸附后的污泥處理麻煩，易對環境造成二次污染。
[0006]中國專利申請號201310543704.9和200810143851.6，通過沸石經堿處理和表面改性，但改性劑的具有的吸附選擇性，只能吸附某種或是某類污染物，所以對成分復雜污水的處理該處理劑不具有明顯的效果。[0007]中國專利申請號201210020674.9和201110321285.5，將沸石經過堿處理，微波處
理，酸處理等，使沸石有效孔徑增大并促進介孔結構的產生，但所用處理劑為氫氧化鈉、氫氧化鋰、氫氧化鉀、硫酸、硝酸等強堿強酸，大規模生產中具有較高危險性，且廢水排放易造成水質、空氣等的二次污染。
[0008]中國專利申請號200810080287.8和200810080287.8，用模板法改性沸石，使改性后的沸石為有序多孔材料，但模板劑對多為非綠色助劑，易對環境造成污染，制造過程中晶化時間長,使生產成本較高。
[0009]沸石在污水處理中的應用較為廣泛，但現有技術存在對成分復雜的污水處理效果差，所用助劑易對水源造成二次污染，制作成本高，工藝流程復雜等問題。
【發明內容】
[0010]本發明針對現有無機水處理劑吸附量少、吸附力小以及對環境污染，制作成本高，工藝復雜等問題，提供一種主要成分為天然沸石和天然纖維制成的纖維多孔無機礦物水處理劑。
[0011]本發明進一步提供一種無機礦物水處理劑的制備方法，該方法通過粉碎天然沸石、微細化天然纖維物質，并在真空條件下均勻混合兩種物質，經高溫灼燒，天然纖維留在沸石空隙中，使沸石形成纖維多孔狀結構，從而提高沸石對污水的凈化處理能力。
[0012]本發明一種無機礦物水處理劑，其特征在于重量份組成為:50-60份天然沸石、25-30份紅色火山石、8-15份天然纖維、3-4份亞鐵鹽和1_2份質量濃度為35%的H2O2水溶液組成，其中所述的天然沸石選用方沸石、鈣十字沸石、鈉沸石、片沸石、斜發沸石、菱沸石、八面沸石中的至少一種，所述的天然纖維選用谷殼、秸桿、亞麻、木棉、甘蔗中的至少一種，所述的亞鐵鹽選用FeS04、FeCl2中的一種。
[0013]上述的一種無機礦物水處理劑，其特征在于:所述的天然沸石優選為八面沸石。
[0014]上述的一種無機礦物水處理劑，其特征在于:所述的亞鐵鹽與H2O2質量比優選為m (Fe2+) /m (H2O2) =8。
[0015]本發明所述的一種無機礦物水處理劑的制備方法，其特征在于:按如下步驟進行:
1)將50-60份天然沸石和25-30份火山石混合破碎至粒徑<50 μ m,經乙二胺四乙酸浸泡2-5h，再用濃度為6M/L的鹽酸洗滌，加熱回流8-10h，用蒸餾水洗凈，在6(T200°C下干燥24h，并用波長為750nm的紅外光照射3_6h，有利于多孔的形成；
2)將8-15份天然纖維物質充分微細化，過2000目分子篩，且纖維條長度小于I)中處理后所得物質的顆粒直徑；
3)將I)與2)所得的物質在1.5-2.5MPa真空條件下均勻混合，使天然纖維進入到I)所得物質顆粒內的空隙中，并于馬弗爐700-1000°C下煅燒3h-8h，使I)所得物質內形成纖維狀多孔結構，纖維多孔沸石基體成型；
4)將3)所得物質加入去離子水中，再加入3-4份的亞鐵鹽，攪拌混合，在0.5h-l.5h內滴加1-2份的35%的H2O2水溶液，勻速攪拌，在40-100°C下反應20h，反應結束，離心，過濾，將得到的沉淀作為胚料，通過流化床，即可制得一種無機礦物水處理劑。
[0016]上述的一種無機礦物水處理劑的制備方法，其特征在于:在制作過程步驟3)中，混合物在轉速為120r/min的真空攪拌機中均勻混合。
[0017]上述的一種無機礦物水處理劑的制備方法，其特征在于:在制作過程中步驟4)中加入的去離子水體積為步驟3)所得物質體積的0.8-1.5倍。
[0018]本發明用天然沸石和天然纖維，經由紅外光照射，真空混合，高溫灼燒等工藝，制得一種纖維多孔狀沸石水處理劑；所用組分成本低，對環境友好，易于回收，可大規模生產。
[0019]本發明與現有技術相比，有益之處主要體現在:
(1)天然沸石和天然纖維經過改性、真空混合等處理，使沸石對各污染物的吸附量增大、吸附力增強；
(2)改性沸石和微細化的天然纖維在真空條件下均勻混合，使纖維物質進入到沸石空隙中，再經由高溫灼燒，形成纖維多孔狀結構的沸石，有效增大比表面積的同時，改變了孔徑大小，使分子量較小，不易被吸附的物質也能被除去，從而達到對多種污染物高吸附量的效果；
(3)本發明制備工藝簡單，成本低，并且易于回收，可重復利用，環境友好，適宜大規模生產。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0020]圖1是本發明一種無機礦物水處理劑的制備流程圖。
【具體實施方式】
[0021]以下通過【具體實施方式】對本發明作進一步的詳細說明，但不應將此理解為本發明的范圍僅限于以下的實例。在不脫離本發明上述方法思想的情況下，根據本領域普通技術知識和慣用手段做出的各種替換或變更，均應包含在本發明的范圍內。
[0022]實施例1
1)將IOKG八面沸石和5KG紅色火山石混合破碎至粒徑為40μ m,經乙二胺四乙酸浸泡3h，用濃度為6M/L的鹽酸洗滌，加熱回流8h，再用蒸餾水洗凈，在150°C下干燥24h，并用波長為750nm的紅外光照射6h,有利于多孔的形成；
2)將2KG干稻桿充分微細化,過2000目分子篩,且纖維條長度為30μηι;
3)將I)與2)所得的物質在2.5MPa真空條件下均勻混合，于馬弗爐800°C下煅燒5h，使I)所得物質內形成纖維狀多孔結構，纖維多孔沸石基體成型；
4)將3)所的物質加入體積為3)步驟所的物質總體積1.5倍的去離子水中，再加入的0.75KGFeS04,攪拌混合，在Ih內滴加0.3KG質量濃度為35%的H2O2水溶液；勻速攪拌，在100°C下反應20h;反應結束，離心，過濾，將得到的沉淀作為胚料，通過流化床，即可制得一種無機礦物水處理劑。
[0023]將實施例1所得水處理劑加入某水處理廠進口處污水，將本發明水處理劑按所需
處理水質量的0.30%加入到污水中。處理前后水質指標如下表:
_處理前(mg/L) 處理后(mg/L)
圣物耗氧量(BOD5)~251.24
花學耗氧量(C0D?) T570.21
為氮含量(T-N)25.40.62
_含量(T-P)|3.1I痕量實施例2
1)將5KG菱沸石和2.5KG紅色火山石混合破碎至粒徑為40 μ m,經乙二胺四乙酸浸泡3h，用濃度為6M/L的鹽酸洗滌，加熱回流8h，再用蒸餾水洗凈，在150°C下干燥24h，并用波長為750nm的紅外光照射6h,有利于多孔的形成；
2)將2KG干甘蔗莖充分微細化，過2000目分子篩，且纖維條長度為35μ m ;
3)將I)與2)所得的物質在2.5MPa真空條件下均勻混合，于馬弗爐800°C下煅燒5h，使I)所得物質內形成纖維狀多孔結構，纖維多孔沸石基體成型；
4)將3)所的物質加入體積為3)步驟所的物質總體積0.9倍的去離子水中，再加入的
0.45KGFeS04，攪拌混合，在Ih內滴加0.15KG質量濃度為35%的H2O2水溶液；勻速攪拌，在100°C下反應20h;反應結束，離心，過濾，將得到的沉淀作為胚料，通過流化床，即可制得一種無機礦物水處理劑。
[0024]將實施例2所得水處理劑加入某造紙廠污水中，將本發明水處理劑按所需處理水質量的0.95%加入到污水中。處理前后水質指標如下表:
【權利要求】
1.一種無機礦物水處理劑，其特征在于重量份組成為:50-60份天然沸石、25-30份紅色火山石、8-15份天然纖維、3-4份亞鐵鹽和1-2份質量濃度為35%的H2O2水溶液組成，其中所述的天然沸石選用方沸石、鈣十字沸石、鈉沸石、片沸石、斜發沸石、菱沸石、八面沸石中的至少一種，所述的天然纖維選用谷殼、秸桿、亞麻、木棉、甘蔗中的至少一種，所述的亞鐵鹽選用FeS04、FeCl2中的一種。
2.根據權利要求1中所述的一種無機礦物水處理劑，其特征在于:所述的天然沸石優選為八面沸石。
3.根據權利要求1中所述的一種無機礦物水處理劑，其特征在于:所述的亞鐵鹽與H2O2質量比優選為m (Fe2+) /m (H2O2) =8。
4.一種無機礦物水處理劑的制備方法，其特征在于:按如下步驟進行: 1)將50-60份天然沸石和25-30份火山石混合破碎至粒徑<50 μ m,經乙二胺四乙酸浸泡2-5h，再用濃度為6M/L的鹽酸洗滌，加熱回流8-10h，用蒸餾水洗凈，在6(T200°C下干燥24h，并用波長為750nm的紅外光照射3_6h，有利于多孔的形成； 2)將8-15份天然纖維物質充分微細化，過2000目分子篩，且纖維條長度小于I)中處理后所得物質的顆粒直徑； 3)將I)與2)所得的物質在1.5-2.5MPa真空條件下均勻混合，使天然纖維進入到I)所得物質顆粒內的空隙中，并于馬弗爐700-1000°C下煅燒3h-8h，使I)所得物質內形成纖維狀多孔結構，纖維多孔沸石基體成型； 4)將3)所得物質加入去離子水中，再加入3-4份亞鐵鹽，攪拌混合，在0.5h-l.5h內滴加1-2份35%的H2O2水溶液，勻速攪拌，在40-100°C下反應20h，反應結束，離心，過濾，將得到的沉淀作為胚料，通過流化床，即可制得一種無機礦物水處理劑。
5.根據權利要求3中所述的一種無機礦物水處理劑的制備方法，其特征在于:在制作過程步驟3)中，混合物在轉速為120r/min的真空攪拌機中均勻混合。
6.根據權利要求4中所述的一種無機礦物水處理劑的制備方法，其特征在于:在制作過程中步驟4)中加入的去離子水體積為步驟3)所得物質體積的0.8-1.5倍。
【文檔編號】B01J20/24GK104001479SQ201410229891
【公開日】2014年8月27日 申請日期:2014年5月28日 優先權日:2014年5月28日
【發明者】陳慶, 李紫薇 申請人:成都新柯力化工科技有限公司