一種多孔有機粘土顆粒及其制備方法和應用的制作方法
【專利摘要】本發明涉及一種多孔有機粘土顆粒，該多孔有機粘土顆粒包括以下成分：有機粘土粉，擴孔劑，增強劑，非離子表面活性劑，高分子乳液和水；上述的多孔有機粘土顆粒的制備方法如下：1）先將有機粘土粉料溫升至50-70℃，加入具有疏水親油功能的非離子表面活性劑，混合捏合，再加入水再捏合，然后加入擴孔劑和增強劑，混合捏合得到半干粉狀態的混合料；2）在混合料表面噴高分子乳液并制成球狀顆粒；然后烘干，篩分，得到所需粒徑的顆粒有機粘土。本發明制備顆粒有機粘土，制備工藝簡單，不產生二次污染，產品成品率高，造粒后的細粉可重復造粒。
【專利說明】一種多孔有機粘土顆粒及其制備方法和應用
【技術領域】
[0001]本發明屬于環保領域，尤其涉及一種多孔有機粘土顆粒及其制備方法和應用。
【背景技術】
[0002]有機粘土是一類以具有層間可交換性能的硅酸鹽粘土 (如:蒙皂石、蒙脫石、累托石、漢克托石)為原料進行有機包覆改性得到的表面疏水親油材料。以往主要用在油漆、油墨和潤滑脂領域，作為懸浮增稠劑使用。有機粘土在廢水處理中的應用也有不少文獻報道，如:利用有機粘土吸附廢水中的苯酚、苯類等有機污染物。但是，許多研究已表明，由于粘土類材料天然的膨脹性、分散性、懸浮性，使得有機粘土吸附大量有機質后易分散漿化，后續的固液分離困難，并且難以回收再利用。因此，制約了有機粘土在污水處理領域的工業化應用，有機粘土用于廢水處理方面的研究多停留在實驗室階段。
[0003]將膨潤土類礦物粉制成顆粒的專利也有報道，如:專利CN1528809A —種易分散熱塑性的礦物粉顆粒及其制備方法，專利CN101073764A —種塑料骨架型膨潤土復合吸附劑及其制備方法，專利CN101254454A聚環氧氯丙烷二甲胺陽離子膨潤土顆粒的制備方法，等等。專利CN1528809A制備的是易分散型的礦物顆粒粉，要求顆粒在使用過程中易分散。專利CN101073764A是以聚乙烯等熱塑性高分子聚合物為骨架通過螺桿擠出的方法將膨潤土粉捏合于聚合物骨架中造粒。專利CN101254454A采用的是擠壓造粒后煅燒制備顆粒膨潤土，然后負載特定有機物質。
【發明內容】
[0004]為了解決上述的技術問題，本發明的第一個目的是提供一種多孔有機粘土顆粒，該顆粒有機土遇水后、不分散漿化，具有高強度、高孔隙率，高吸附活性。本發明的第二個目的是提供上述的多孔有機粘土顆粒的制備方法，本發明的第三個目的是提供上述的多孔有機粘土顆粒的應用。
[0005]為了實現上述的第一個目的，本發明采用了以下的技術方案:
一種多孔有機粘土顆粒，該多孔有機粘土顆粒由以下的成分制備得到:
有機粘土粉100份，
擴孔劑 5-10份，
增強劑 3-5份，
非離子表面活性劑5-15份，
高分子乳液5-10份，
水5-20份；
上述的多孔有機粘土顆粒的制備方法如下:1)先將有機粘土粉料溫升至50-70°C，力口入具有疏水親油功能的非離子表面活性劑，混合捏合，再加入水再捏合，然后加入擴孔劑和增強劑，混合捏合得到半干粉狀態的混合料；2)在混合料表面噴高分子乳液并制成球狀顆粒；然后烘干，篩分，得到所需粒徑的顆粒有機粘土。[0006]作為優選，所述的有機粘土粉為烷基銨鹽改性蒙脫石、蒙皂石、累托石或漢克托石，其有機物含量不低于25%。
[0007]作為優選，所述的非離子表面活性劑為碳鏈長度< 12的烷基脂類或醚類。作為再優選，非離子表面活性劑選自聚辛二酸乙二酯、硬脂酸山梨糖醇酯、十八烷基酸甘油酯、分子量< 1000的聚乙二醇中的一種或多種混合
作為優選，所述的擴孔劑為尿素、碳酸氫鈉、碳酸氫銨中的一種或幾種組合。
[0008]作為優選，所述的增強劑為長度< 0.5mm的玻璃纖維、棉纖維、竹纖維、樹脂纖維中的一種或幾種組合。
[0009]作為優選，所述的高分子乳液選用丙烯酸乳液、硅烷乳液、水玻璃乳液、硅丙乳液、聚酯乳液，聚氨酯乳液中的一種或幾種組合。
[0010]作為優選,所述的有機土顆粒為粒徑在范圍的外觀圓潤顆粒材料。
[0011]為了實現上述的第二個目的，本發明采用了以下的技術方案:
一種制備所述的多孔有機粘土顆粒的方法，該方法包括以下的步驟:
1)將有機粘土粉投入到捏合型混料設備中，將料溫升至50-70°C，加入具有疏水親油功能的非離子表面活性劑，混合捏合30min-2h,分次加入水,捏合10_20min ;然后加入擴孔劑和增強劑，混合捏合20-30min，得到半干粉狀態的混合料；
2)將上述混合料投入到立式旋轉滾筒設備內，物料沿滾筒內壁做旋轉-拋物運動，同時噴入具有粘結功能的高分子乳液，物料隨著滾筒旋轉成球狀顆粒；
3)烘干，篩分，得到所需粒徑的顆粒有機粘土。
[0012]為了實現上述的第三個目的，本發明采用了以下的技術方案:
上述的多孔有機粘土顆粒的應用，該多孔有機粘土顆粒應用于含油污水處理。
[0013]上述的多孔有機粘土顆粒的應用，將多孔有機粘土顆粒裝載于固定的容器內，吸附流經其表面的污水中有機污染物質，凈化水質。
[0014]本發明由于采用了上述的技術方案，以有機粘土為原料，利用增強材料提高顆粒強度，利用擴孔材料提高顆粒孔隙率，利用粘結劑噴霧滾動造粒技術造粒。按照上述方法制備顆粒有機粘土，制備工藝簡單，不產生二次污染，產品成品率高，造粒后的細粉可重復造粒。制備產物顆粒有機粘土具有高強度、高孔隙率、高吸附性特點。可廣泛用于各種有機物污染的污水處理，尤其是含油廢水的處理。
【具體實施方式】
[0015]實施例1
取有機膨潤土產品BS-1C (浙江豐虹，長鏈烷基季銨鹽改性有機膨潤土)粉末3kg于捏合型混料設備中，升溫至60°C，加入180g分子量1000-5000的聚辛二酸乙二酯，恒溫捏合反應1.5h,并分次補加適量水，反應完成后停止加熱,待料溫低于50°C時，加入240g尿素和碳酸氫鈉的混合料，捏合IOmin,再加入長度< 0.5mm的玻璃纖維90g,混合捏合30min_lh,得到半干粉狀混合物物料。將混合物料轉入立式旋轉滾筒造粒設備，在造粒過程中噴入霧狀粘結劑聚丙烯酸乳液，造粒，篩分，干燥得到粒徑均勻的顆粒有機粘土吸油材料。
[0016]該顆粒有機粘土放入水中一周，不粉化。用于處理含油廢水，經一次處理后水中油污的去除率達到85%以上。[0017]實施例2
取有機膨潤土產品HF130 (浙江豐虹)粉末3kg于捏合型混料設備中，升溫至60°C，力口入200g硬脂酸山梨糖醇酯，恒溫捏合反應2h，反應過程中分次補加適量水，反應完成后停止加熱，待料溫低于50°C后，加入300g碳酸氫鈉和碳酸氫氨的混合料，捏合lOmin，然后加入長度< 0.5mm的棉纖維80g,混合捏合30min,得到半干粉狀混合物物料。將混合物料轉入立式旋轉滾筒造粒設備，在造粒過程中噴入霧狀粘結劑硅烷乳液，造粒，篩分，干燥得到粒徑均勻的顆粒有機粘土吸油材料。
[0018]該顆粒有機粘土放入水中浸泡3周，不粉化。用于處理含柴油廢水，經一次處理后水中油污的去除率可到90%以上。
[0019]實施例3
取有機膨潤土產品FHlOOA (浙江豐虹)粉末3kg于捏合型混料設備中，升溫至50°C，力口入150g十八烷基酸甘油酯，恒溫捏合反應2h，反應過程中分次補加適量水，反應完成后停止加熱，加入250g尿素，捏合15min，然后加入長度< 0.5mm的玻璃纖維和棉纖維的混合料IOOg,混合捏合30min,得到半干粉狀混合物物料。將混合物料轉入立式旋轉滾筒造粒設備，在造粒過程中噴入霧狀粘結劑聚酯乳液，造粒，篩分，干燥得到粒徑均勻的顆粒有機粘土吸油材料。
[0020]該顆粒有機粘土放入水中浸泡2周，不粉化。用于處理含溶劑油廢水，經一次處理后水中油污的去除率可達90%以上。
[0021]實施例4
取有機膨潤土產品HF120 (浙江豐虹)粉末3kg于捏合型混料設備中，升溫至70°C，力口入160g聚乙二醇(分子量< 1000),恒溫捏合反應1.5h,反應過程中分次補加適量水,反應完成后停止加熱，待料溫降至50°C后,加入200g尿素,捏合IOmin,再加入長度< 0.5mm的玻璃纖維和竹纖維的混合料95g，混合捏合40min，到半干粉狀混合物物料。將混合物料轉入立式旋轉滾筒造粒設備，在造粒過程中噴入霧狀粘結劑聚酯乳液，造粒，篩分，干燥得到粒徑均勻的顆粒有機粘土吸油材料。
[0022]該顆粒有機粘土放入水中2周，不粉化。用于處理含柴油廢水，經一次處理后水中油污的去除率達到95%以上。
[0023]實施例5
取有機土產品HF217 (浙江豐虹新材料股份有限公司生產)粉末3kg，于立式旋轉滾筒造粒設備，旋轉造粒，在造粒過程中噴入霧狀水，造粒，篩分，干燥得到粒徑均勻的顆粒有機粘土吸油材料。
[0024]該顆粒有機土放入水中2周，表面開始出現粉化。用于處理含柴油廢水，經過I周循環使用，顆粒明顯溶脹、碎裂，在過濾柱底部出現大量粉化物料，堵塞過濾柱出水口。
[0025]實施例6
取有機土產品FH130 ((浙江豐虹新材料股份有限公司生產))粉末3kg，于立式旋轉滾筒造粒設備中，旋轉造粒，在造粒過程中噴入霧狀硅丙乳液，造粒，篩分，干燥得到粒徑均勻的顆粒有機粘土吸油材料。
[0026]該顆粒有機土放入過濾柱內，用柴油浸泡5d，測試該顆粒有機土的飽和吸油量為顆粒有機土量30-35%。顆粒明顯溶脹，僅少數顆粒碎裂。
【權利要求】
1.一種多孔有機粘土顆粒，其特征在于該多孔有機粘土顆粒由以下的成分制備得到: 有機粘土粉100份， 擴孔劑 5-10份， 增強劑 3-5份， 非離子表面活性劑5-15份， 高分子乳液5-10份， 水5-20份； 上述的多孔有機粘土顆粒的制備方法如下:1)先將有機粘土粉料溫升至50-70°C，加入具有疏水親油功能的非離子表面活性劑，混合捏合，再加入水再捏合，然后加入擴孔劑和增強劑，混合捏合得到半干粉狀態的混合料；2)在混合料表面噴高分子乳液并制成球狀顆粒；然后烘干，篩分，得到所需粒徑的顆粒有機粘土。
2.根據權利要求1所述的一種多孔有機粘土顆粒，其特征在于:有機粘土粉為烷基銨鹽改性蒙脫石、蒙皂石、累托石或漢克托石，其有機物含量不低于25%。
3.根據權利要求1所述的一種多孔有機粘土顆粒，其特征在于:非離子表面活性劑為碳鏈長度< 12的烷基脂類或醚類；作為優選，所述的非離子表面活性劑選自聚辛二酸乙二酯、硬脂酸山梨糖醇酯、十八烷基酸甘油酯、分子量< 1000的聚乙二醇中的一種或多種混口 ο
4.根據權利要求1所述的一種多孔有機粘土顆粒，其特征在于:擴孔劑為尿素、碳酸氫鈉、碳酸氫銨中的一種或幾種組合。
5.根據權利要求1所述的一種多孔有機粘土顆粒，其特征在于:增強劑為長度<0.5mm的玻璃纖維、棉纖維、竹纖維、樹脂纖維中的一種或幾種組合。
6.根據權利要求1所述的一種多孔有機粘土顆粒，其特征在于:高分子乳液選用丙烯酸乳液、硅烷乳液、水玻璃乳液、硅丙乳液、聚酯乳液，聚氨酯乳液中的一種或幾種組合。
7.根據權利要求1所述的一種多孔有機粘土顆粒，其特征在于:有機土顆粒為粒徑在lmm-5mm范圍的外觀圓潤顆粒材料。
8.一種制備權利要求1-7任意一項權利要求所述的多孔有機粘土顆粒的方法，其特征在于該方法包括以下的步驟: 1)將有機粘土粉投入到捏合型混料設備中，將料溫升至50-70°C，加入具有疏水親油功能的非離子表面活性劑，混合捏合30min-2h,分次加入水,捏合10_20min ;然后加入擴孔劑和增強劑，混合捏合20-30min，得到半干粉狀態的混合料； 2)將上述混合料投入到立式旋轉滾筒設備內，物料沿滾筒內壁做旋轉-拋物運動，同時噴入具有粘結功能的高分子乳液，物料隨著滾筒旋轉成球狀顆粒； 3)烘干，篩分，得到所需粒徑的顆粒有機粘土。
9.權利要求1-7任意一項權利要求所述的多孔有機粘土顆粒的應用，其特征在于該多孔有機粘土顆粒應用于含油污水處理。
10.權利要求1-7任意一項權利要求所述的多孔有機粘土顆粒的應用，其特征在于將多孔有機粘土顆粒裝載于固定的容器內，吸附流經其表面的污水中有機污染物質，凈化水質。
【文檔編號】B01J20/26GK104014319SQ201410246491
【公開日】2014年9月3日 申請日期:2014年6月5日 優先權日:2014年6月5日
【發明者】李靜靜, 宋海明, 林鴻福, 王春偉, 葉秋杉, 張才龍, 廖永明, 周澤雄, 陳杰, 趙艷 申請人:浙江豐虹新材料股份有限公司