一種秸稈和煤矸石共制備復合吸附材料的簡易方法
【專利摘要】本發明公開了一種秸稈和煤矸石共制備復合吸附材料的簡易方法，其特征在于以農作物秸稈和煤矸石作為原材料，首先分別通過干燥，破碎，篩分獲得一定粒度范圍的粉狀物料，然后按照一定的比例將二者均勻混合，放入坩堝并壓實，在馬弗爐中進行煅燒處理，即獲得復合吸附材料成品。本發明拓展了秸稈與煤矸石的綜合利用領域，制備工藝簡單，未涉及復雜操作，成本低廉，應用于污水凈化領域的效果顯著，吸附性能優異。
【專利說明】一種秸稈和煤矸石共制備復合吸附材料的簡易方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于固體廢棄物的資源化利用領域，具體涉及一種秸桿和煤矸石共制備復 合吸附材料的制備方法。
【背景技術】
[0002] 我國作為農業大國，農作物秸桿的年產量可達7億多噸。由于秸桿綜合開發利用 技術不夠成熟，投資較大，且利用率較低，大量的秸桿主要采用焚燒技術進行處理。每年豐 收季節田間秸桿燃燒產生的大量濃重煙霧，成為目前農村環境污染難以治理的技術瓶頸。 因此，拓展秸桿資源化利用技術并有效提高回收利用率是解決問題的關鍵。
[0003] 隨著我國煤炭產量的不斷增長，夾生在煤層中并與煤相伴相生的煤矸石產量也隨 之俱增。據統計，目前全國煤矸石的總堆放量已超過47億噸，并以每年2億噸的速度增加， 其已成為我國最大的礦山固體廢棄物之一。堆放的煤矸石不僅嚴重污染了周圍環境，而且 侵占大量土地農田，對土地資源破壞嚴重。因此，如何對煤矸石進行高效利用并降低投資成 本成為煤炭產業當下急需解決的一個關鍵問題。
【發明內容】
[0004] 本發明目的為了拓展固體廢棄物的高效綜合利用領域，降低投資成本，提供了一 種秸桿和煤矸石共制備復合吸附材料的簡易方法，將其應用于污水凈化領域，效果顯著。
[0005] 為實現上述目的，本發明一種秸桿和煤矸石共制備復合吸附材料采用以下技術方 案：以農作物秸桿和煤矸石作為原材料，首先分別通過干燥，破碎，篩分獲得一定粒度范圍 的粉狀物料，然后按照一定的比例將二者均勻混合，放入坩堝并壓實，在馬弗爐中進行煅燒 處理，即獲得復合吸附材料成品。
[0006] 根據權利要求1所述的本發明一種秸桿和煤矸石共制備復合吸附材料，其特征在 所述的一定粒度范圍的粉狀秸桿尺寸為150-550um，煤矸石的粒度為75-380um。
[0007] 根據權利要求1所述的本發明一種秸桿和煤矸石共制備復合吸附材料，所述的按 照一定的比例將二者均勻混合，具體的秸桿和煤矸石的混合質量比為90-60:10-40。
[0008] 根據權利要求1所述的本發明一種秸桿和煤矸石共制備復合吸附材料，所述的在 馬弗爐中進行煅燒處理，具體處理制度為以12_15°C /min的升溫速率升溫，于500-600°C保 溫 30-40min，800-85(TC 保溫 60-70min。
[0009] 本發明的有益效果在于：
[0010] (1)本發明以煤矸石和秸桿為原料，可以有效減少煤矸石的堆砌和秸桿燃燒造成 的污染問題，變廢為寶，提高其附加值。
[0011] (2)與現有的煤矸石利用途徑（如將煤矸石與粉煤灰、廢棄碳酸鹽尾礦復合）相 t匕，本發明通過對煤矸石和秸桿的破碎、篩分、混合和煅燒工序，獲得了孔隙發達的新型輕 質多孔材料，探索了一條煤矸石和秸桿共同資源化利用的高效新穎路線。
[0012] (3)與市售的木質活性炭相比，本發明復合吸附材料對有機染料廢水顯示出了幾 乎同等優異的吸附效果，在含重金屬離子溶液和實際焦化廢水的處理中也具有良好的吸附 特性，應用前景廣泛。
[0013] (4)本發明一種農作物秸桿和煤矸石共制備復合吸附材料，制備工藝簡單，吸附性 能優異，成本低廉，易于推廣應用。
【專利附圖】
【附圖說明】：
[0014] 圖1為本發明復合吸附材料的SEM圖片。
[0015] 圖2為本發明復合吸附材料與市售活性炭對亞甲基藍溶液的處理效果對比圖片。
[0016] 圖3為本發明復合吸附材料與市售活性炭對硫酸銅溶液的處理效果對比圖片。
[0017] 圖4為本發明復合吸附材料與市售活性炭對實際焦化廢水的處理效果對比圖片。
【具體實施方式】：
[0018] 下面結合說明書附圖和實施例對本發明作進一步說明。
[0019] 實施例1 :
[0020] 選擇農作物秸桿和煤矸石作為原材料，首先分別通過干燥，破碎，篩分獲得一定粒 度范圍的粉狀物料（秸桿和煤矸石的尺寸均為250um);然后按照秸桿和煤矸石的混合質量 比為60:40將二者均勻混合，放入坩堝并壓實，在馬弗爐中進行煅燒處理（處理制度為以 12°C /min的升溫速率升溫，于600°C保溫40min，850°C保溫60min)，即獲得復合吸附材料成 品。
[0021] 將本實施例制備的復合吸附材料進行吸附性能檢測。在磁力攪拌條件下，將25mg 復合吸附材料加入亞甲基藍溶液（50mL，0.03g/L)中，攪拌15min，離心過濾，取上層清液進 行吸光度測試。利用紫外可見分光光度計進行吸光度測試（去離子水作比色液，波長設置 在665nm)，測試結果顯示處理前亞甲基藍溶液的吸光度為2. 688,處理后亞甲基藍溶液的 吸光度為〇. 14。
[0022] 實施例2 :
[0023] 選擇農作物秸桿和煤矸石作為原材料，首先分別通過干燥，破碎，篩分獲得一定粒 度范圍的粉狀物料（秸桿尺寸為250um，煤矸石的尺寸為75um);然后按照秸桿和煤矸石的 混合質量比為90:10將二者均勻混合，放入坩堝并壓實，在馬弗爐中進行煅燒處理（處理制 度為以15°C /min的升溫速率升溫，于500°C保溫35min，800°C保溫70min)，即獲得復合吸 附材料成品。本實施例制備的復合吸附材料用來處理前亞甲基藍溶液的吸光度為2. 688，處 理后亞甲基藍溶液的吸光度為0. 041。
[0024] 實施例3 :
[0025] 選擇農作物秸桿和煤矸石作為原材料，首先分別通過干燥，破碎，篩分獲得一定粒 度范圍的粉狀物料（秸桿尺寸為150um，煤矸石的尺寸為75um);然后按照秸桿和煤矸石的 混合質量比為75:25將二者均勻混合，放入坩堝并壓實，在馬弗爐中進行煅燒處理（處理制 度為以15°C /min的升溫速率升溫，于500°C保溫30min，815°C保溫60min)，即獲得復合吸 附材料成品。
[0026] 本實施例制備的復合吸附材料用來處理前亞甲基藍溶液的吸光度為2. 688,處理 后亞甲基藍溶液的吸光度為0. 033。
[0027] 本發明實施例3制備的復合吸附材料的微觀形貌如圖1所示。復合吸附材料具有 大量的不同尺寸的微孔，其發達的孔隙結構和大的比表面積可以充分與被吸附物質接觸， 為吸附性能提供良好的結構基礎。
[0028] 圖2為本發明實施例制備的復合吸附材料與市售活性炭對亞甲基藍溶液處理 15min后效果對比圖片。從圖中可以看出，與市售活性炭相比，經過本發明產物復合吸附材 料的吸附處理，亞甲基藍溶液的吸光度由2. 688降為0. 033,表明溶液中亞甲基藍的濃度基 本降解為零。這暗示了本發明產物復合吸附材料對亞甲基藍溶液具有與市售活性炭性質相 似的良好凈化效果。
[0029] 圖3為本發明實施例制備的復合吸附材料與市售活性炭對硫酸銅溶液處理15min 后效果對比圖片。從圖中可以看出，經過本發明產物復合吸附材料和市售活性炭的吸附處 理，硫酸銅溶液的吸光度均由0. 413降為0. 25,顯示了良好的吸附特性。
[0030] 圖4為本發明實施例制備的復合吸附材料與市售活性炭對實際焦化廢水處理 15min后效果對比圖片。從圖中可以看出，本發明產物復合吸附材料對實際焦化廢水同樣具 有與市售活性炭相似的吸附效果。
[0031] 實施例1-3制備的復合吸附材料的性能對比見表1。
[0032] 表1三種實施例獲得的復合吸附材料對亞甲藍溶液的吸附性能
[0033]
【權利要求】
1. 本發明一種秸桿和煤矸石共制備復合吸附材料，其特征在于所述復合吸附材料的制 備方法如下：以農作物秸桿和煤矸石作為原材料，首先分別通過干燥，破碎，篩分獲得一定 粒度范圍的粉狀物料，然后按照一定的比例將二者均勻混合，放入坩堝并壓實，在馬弗爐中 進行煅燒處理，即獲得復合吸附材料成品。
2. 根據權利要求1所述的本發明一種秸桿和煤矸石共制備復合吸附材料，其特征在所 述的一定粒度范圍的粉狀秸桿尺寸為150-550um，煤矸石的粒度為75-380um。
3. 根據權利要求1所述的本發明一種秸桿和煤矸石共制備復合吸附材料，所述的按照 一定的比例將二者均勻混合，具體的秸桿和煤矸石的混合質量比為90-60:10-40。
4. 根據權利要求1所述的本發明一種秸桿和煤矸石共制備復合吸附材料，所述的在馬 弗爐中進行煅燒處理，具體處理制度為以12_15°C /min的升溫速率升溫，于500-600°C保溫 30-40min，800-850 ? 保溫 60-70min。
【文檔編號】B01J20/30GK104289182SQ201410583341
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2014年10月27日 優先權日:2014年10月27日
【發明者】徐初陽, 王艷芬, 章龍勝, 周歡歡, 程詳, 侯斗, 吳曉飛, 袁飛 申請人:安徽理工大學