一种硅藻土/粉煤灰颗粒吸附剂及其制备方法和应用
【技术领域】
[0001] 本发明属于吸附剂技术领域，更具体地，涉及一种硅藻土 /粉煤灰颗粒吸附剂及 其制备方法和应用。
【背景技术】
[0002] 娃藻土作为一种廉价的非金属矿物，对重金属具有良好的吸附性能。但是，目前大 量的研究还只是停留在其粉末研究阶段，而粉末状的硅藻土矿物用于水处理存在固液分离 难，易造成设备堵塞，难以实现动态运行等问题。
[0003] 大量研究显示，粉状吸附剂具有良好的吸附性能，但是其在水中的溶胀性和沉降 性较差，具有很强的悬浮性和分散性，遇水即化，形成泥浆水，造成处理后水体浊度高，通透 性较差，处理后固液分离难，增加后续处理步骤和成本，容易导致设备堵塞，并且难以实现 动态运行，极大的限制了其在废水处理中的大规模应用。
【发明内容】
[0004] 本发明所要解决的技术问题是克服现有粉状吸附剂遇水即化造成后续固液分离 难，堵塞设备等问题和技术不足，提供一种采用硅藻土和粉煤灰进行吸附剂颗粒化的生产 方法，利用硅藻土、粉煤灰结合淀粉制备颗粒吸附剂，用于吸附重金属离子。该颗粒吸附剂 成本低廉，能有效解决固液分离、设备堵塞等问题，实现工业化的连续操作。
[0005] 本发明的目的是提供一种硅藻土 /粉煤灰颗粒吸附剂。
[0006] 本发明另一目的是提供上述硅藻土 /粉煤灰颗粒吸附剂的制备方法。
[0007] 本发明再一目的是提供上述硅藻土 /粉煤灰颗粒吸附剂的应用。
[0008] 本发明上述目的是通过以下技术方案予以实现： 一种硅藻土 /粉煤灰颗粒吸附剂，是采用硅藻土原矿粉、粉煤灰作为主要原料，并掺加 淀粉作为造孔剂，经过加水混合、成球、风干、烘干和焙烧一系列过程，使得硅藻土原矿粉、 粉煤灰粉状吸附剂复合成型所得；具体是先将硅藻土原矿粉、粉煤灰和淀粉混合均匀，加水 搅拌成泥团，造粒成球，并经自然风干、烘干、高温焙烧定型后制得颗粒状吸附剂。
[0009] 其中，优选地，按重量计，娃藻土原矿粉：粉煤灰：淀粉：水=2~4 :1~3 :1~3 : 2~4〇
[0010] 更优选地，按重量计，硅藻土原矿粉：粉煤灰：淀粉：水=3 :2 :1 :2组成。即主要原 料硅藻土：粉煤灰=3 :2 ;淀粉的添加量为硅藻土和粉煤灰总重量的20%，水约占硅藻土和粉 煤灰总重的40%。
[0011] 优选地，所述硅藻土原矿粉和粉煤灰均过200~600目筛。
[0012] 优选地，所述制成的颗粒吸附剂的形状为粒径2~3mm的球状。
[0013]另外，上述的硅藻土 /粉煤灰颗粒吸附剂的制备方法包括以下步骤： SI.混料：将硅藻土原矿粉和粉煤灰过200~600目筛，再与淀粉混合均匀，加水搅拌 制成可塑性的泥团，静置陈化24~48h ; 52. 造粒：将SI得到的泥团进行造粒，制成生球； 53. 风干：自然风干24~48h ; 54. 烘干：将S3风干后的生球100~150°C烘干6~24h ; 55. 焙烧：将S4烘干的生球在400~600°C的条件下焙烧1~4h定型（如置于马弗炉 中焙烧）； 56. 自然冷却，得到硅藻土 /粉煤灰颗粒吸附剂。
[0014] 其中，优选地，步骤Sl所述硅藻土原矿粉和粉煤灰均过200目筛。
[0015] 优选地，步骤Sl所述陈化时间为24h。
[0016] 优选地，步骤S2所述生球的粒径为2~3mm。
[0017] 优选地，步骤S3所述自然风干的时间为24h。
[0018] 优选地，步骤S4所述烘干的温度为105°C，烘干的时间为6h。
[0019] 优选地，步骤S5所述焙烧的温度为500 °C，焙烧的时间为Ih。
[0020] 另外，上述硅藻土 /粉煤灰颗粒吸附剂在处理重金属污染废水中的应用也在本发 明的保护范围之内。
[0021] 将颗粒吸附剂与重金属污染废水混合，在常温条件下振荡吸附，即完成对溶液中 重金属离子的去除。
[0022] 优选地，所述重金属污染废水为含Cu2+、Zn2+和/或Ni 2+等重金属离子的废水。
[0023] 更优选地，所述重金属污染废水中重金属的浓度为：Cu2+彡30mg/L，Zn 2+彡20mg/ L，Ni2+ 彡 20mg/L。
[0024] 最优选地，所述重金属污染废水中重金属的浓度为：Cu2+彡20mg/L，Zn 2+彡IOmg/ L，Ni2+ 彡 10mg/L。
[0025] 作为一种可实施的方案，所述应用的方法为：将硅藻土 /粉煤灰颗粒吸附剂与重 金属污染废水混合，控制溶液初始PH为5~8,在室温条件下振荡吸附2. 5~3h，即完成对 溶液中重金属离子的去除。
[0026] 优选地，是控制溶液初始pH为7,在常温条件下振荡吸附3h，即完成对溶液中重金 属尚子的去除。
[0027] 另外，优选地，所述硅藻土 /粉煤灰颗粒吸附剂与重金属污染废水的用量比为： 0. 2 ~0. 5g :20 ~30mL。
[0028] 更优选地，娃藻土 /粉煤灰颗粒吸附剂：含重金属废水=0. 3g :25mL。
[0029] 与现有技术相比，本发明具有以下有益效果： (1)本发明的颗粒吸吸附剂采用硅藻土原矿、粉煤灰作为主要原料，并掺加一定量淀粉 作为造孔剂，经过加水混合、成球、风干、烘干、焙烧等一系列过程，使得硅藻土、粉煤灰粉状 吸附剂复合成型为颗粒状吸附剂。该颗粒状吸附剂实现了粉末状吸附剂的颗粒化，具有一 定的机械强度和很好的吸附性能，能有效克服粉状吸附剂处理废水后存在固液分离难、堵 塞设备等问题，有利于实现动态运行，减少工业污泥的产生，降低后续处理成本，在实际工 业生产中具有较高的应用价值和现实意义。
[0030] (2)本发明的原料中，硅藻土原矿、粉煤灰和淀粉均为廉价的物料，来源广泛易得， 成本低廉，而且颗粒吸附剂的制备方法简单，制备成本较低，具有一定的经济和环境效益。
[0031] (3)本发明采用工业废料粉煤灰作为颗粒吸附剂的骨料，将粉煤灰用于处理含重 金属废水，不仅解决了其自身堆放占地的问题，而且还解决了水体污染的问题，达到以废治 废的目的。
【附图说明】
[0032] 图1为硅藻土 /粉煤灰颗粒吸附剂的制备流程图。
【具体实施方式】
[0033] 下面结合说明书附图和具体实施例进一步说明本发明的内容，但不应理解为对本 发明的限制。在不背离本发明精神和实质的情况下，对本发明方法、步骤或条件所作的简单 修改或替换，均属于本发明的范围；若未特别指明，实施例中所用的技术手段为本领域技术 人员所熟知的常规手段。
[0034] 除非特别说明，本发明采用的试剂、方法和设备为本技术领域常规试剂、方法和设 备。除非特别说明，本发明所用试剂和材料均为市购。
[0035] 实施例1娃藻土 /粉煤灰颗粒状吸附剂的制备 1、制备方法 51. 将硅藻土和粉煤灰过筛200目，按重量份数硅藻土 ：粉煤灰：淀粉：水=3 :2 :1 :2混 合均匀，加水搅拌制成泥团，静置陈化24h ; 52. 将SI得到的泥团进行造粒，制成粒径为2~3mm的生球，并在室温条件下自然风干 24h ； 53. 将S2得到的颗粒在105°C的条件下烘干6h ; 54. 将S3得到的颗粒置于马弗炉，在500°C的条件下焙烧Ih进行焙烧定型后自然冷 却，得到硅藻土 /粉煤灰颗粒吸附剂。
[0036] 2、经过测定，上所制备的硅藻土/粉煤灰颗粒吸附剂的比表面积为27. 093m2/g，吸 水