一种铁碳-硅藻壳微电解填料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种铁碳‑硅藻壳微电解填料及其制备方法，该微电解填料由铁粉、活性炭、粘结剂及硅藻壳组成；采用两步成型法置于圆盘造球机造球，先做球心，再在表面滚一层含硅藻壳原料的球壳，制得生球后放入干燥箱中在95℃～100℃温度下干燥2h，冷却至室温得到毛坯，最后将毛坯放入马弗炉内，以每分钟100℃的速度逐渐升温至1100℃～1180℃后恒温30min，冷却后制得定型的铁碳‑硅藻壳微电解填料。与现有技术相比，本发明专利技术有效解决了填料的板结问题，同时保证了填料的稳定性和强度，用于微电解效果好，制备方法简单，易于推广。

Iron carbon diatom shell micro electrolysis filler and preparation method thereof

The invention relates to an iron-carbon diatom shell micro-electrolytic filler and a preparation method thereof. The micro-electrolytic filler is composed of iron powder, activated carbon, binder and diatom shell; the pellet is made by a two-step forming method in a disc pelletizer, the ball center is made first, and a layer of spherical shell containing diatom shell material is rolled on the surface, and the raw ball is prepared and put into a drying box. After drying for 2 hours at 95 100, the blank was cooled to room temperature. Finally, the blank was put into a muffle furnace and gradually heated to 1100 1180 for 30 minutes at a rate of 100 per minute. Compared with the prior art, the present invention effectively solves the problem of packing solidification, ensures the stability and strength of the packing, has good micro-electrolysis effect, simple preparation method and is easy to popularize.

【技术实现步骤摘要】
一种铁碳-硅藻壳微电解填料及其制备方法
本专利技术涉及一种填料的制备方法，尤其是涉及一种铁碳-硅藻壳微电解填料的制备方法。
技术介绍
微电解又称内电解，铁还原，铁碳法，零价铁法等，利用Fe/C原电池反应原理对废水进行处理的工艺。铁碳微电解法涉及氧化还原，电化学，絮凝吸附，催化氧化，络合，等多种协同作用。目前被广泛应用于造纸、印染、医药、炼焦、石油化工等难生物降解有机废水的预处理、脱色及重金属废水处理等方面。但无论反应器填料单纯为铁刨花，还是以铸铁屑等与惰性填料的混合填料，在实际工程当中常常出现因填料的板结和钝化导致使用寿命缩短，处理效能降低的现象。中国专利CN101817574B公布了一种规整化铁碳微电解填料的制备方法。该方法提出用规整化填料即通过加入添加剂，解决板结问题，但该填料由于外壳致密坚硬，气孔率少导致处理效果不明显。
技术实现思路
本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种铁碳-硅藻壳微电解填料的制备方法。本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：本专利技术的目的之一在于提出一种铁碳-硅藻壳微电解填料，所述的微电解填料包括球心和包裹球心的球壳，其中，球心包括以下重量百分比的原料组分：铁粉63％～68％，活性炭26％～31％，其余为粘结剂；球壳包括以下重量百分比的原料组分：铁粉42％～58％，活性炭15％～20％，硅藻壳15％～35％，其余为粘结剂。作为上述技术方案的优选，所述的粘结剂为100目的石灰石粉末。本专利技术的目的之二在于提出一种铁碳-硅藻壳微电解填料的制备方法，其包括以下步骤：(1)：按配方称取铁粉、活性炭和粘结剂，加水制得球心；(2)：再将球心置于由铁粉、活性炭、粘结剂和硅藻壳按配方组成的球壳原料上，滚动，在球心表面生成球壳并制得生球；(3)：将步骤(2)制得生球干燥，焙烧，冷却，即得到所述铁碳-硅藻壳微电解填料。作为上述技术方案的优选，步骤(1)中：所述的粘结剂为100目的石灰石粉末。作为上述技术方案的优选，步骤(1)中：所述的硅藻壳由兆凯生物工程研发中心(深圳)有限公司提供，主要成分有SiO2、Al2O3、CaO等，作为球壳的造孔剂。作为上述技术方案的优选，步骤(1)中：球心的制备过程具体为：先取铁粉、活性炭和粘结剂组成的球心原料的25％置于圆盘造球机上，启动，造球过程中喷水加料，直至球心原料用完并制得球心。作为上述技术方案的优选，步骤(1)中：最后制得的球心的粒径为2.1～2.5cm。作为上述技术方案的优选，步骤(2)中：最后生成的生球的粒径为2.5～3cm。作为上述技术方案的优选，步骤(3)中干燥的工艺条件为：干燥温度为95℃～100℃，时间为2h。作为上述技术方案的优选，步骤(3)中焙烧的工艺条件为：以每分钟10℃的速度逐渐升温至1100℃～1180℃后恒温30min。填料强度受原料粒度、生球大小、造球水分及焙烧温度的影响。原料粒度越细越容易成球，生球直径越大其强度越好。在成球过程中，喷水不多，生成的球越多，大小不均匀，且由于数量多，致使球团长大过程使用的原料较多且造球时间长，不易长大，生球在成球后表面较为干燥、粗糙，整个造球过程废料较多，所以为了节省原料和控制造球数量，要控制造球时喷加的水分。同理，干燥温度过高，填料表面粗糙，过低影响填料强度越小。填料的强度随着焙烧温度的升高而升高，在添加硅藻壳后，填料强度较差，在1100℃焙烧时，平均强度小于80N。焙烧温度提高，其强度有所提高，但当温度高于1180℃时，有粘结现象，球壳破裂。与现有技术相比，本专利技术制备的铁碳-硅藻壳微电解填料，采用两步成型法，可以保护球心，提高球团强度；填料使用石灰石作为粘结剂更加规整化，提高填料成品的稳定性。利用硅藻壳比表面积大，孔隙率高，吸附能力强等优点，可以提高污染物吸附富集作用，有效防止及解决板结问题，在外壳形成孔状结构，增加了填料的成孔率和孔隙度，促进内外水流的交换，从而提高了原电池的反应效率。通过控制硅藻壳配比在15％～35％之间，保证适当的气孔率，实现该微电解填料处理效果的最大化。另外，本专利技术使用寿命长，制作成本低廉，制备方法操作简单，便于推广。附图说明图1为本专利技术制备工艺流程示意图；图2为本专利技术的铁碳-硅藻壳微电解填料的模型示意图；图中：1、球心，2、球壳。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术进行详细说明。下面各实施例均采用如图1所示的工艺流程。实施例1将66g铁粉、28g活性炭和6g石灰石粉混合作为球心的造球原料，另外将30g铁粉、10g活性炭、5g石灰石粉和15g硅藻壳混合作为球壳的造球原料。取球心原料的25％置于圆盘造球机，启动，过程中喷水加料，直至原料加完，停止加料喷水，继续滚球使生球压实。待表面光滑后，将球壳原料持续滚到球心表面，滚球壳时加大水量控制水与料的比例，制得由球心1和球壳2组成的生球，如图2所示。再将生球放进干燥箱中干燥，干燥温度100℃，时间保持2h，2h后关掉电源使生球在干燥箱内自然冷却至室温。最后放入马弗炉内以每分钟100℃的速度逐渐升温至1180℃后恒温30min。焙烧结束后，将填料取出、冷却后即得铁碳-硅藻壳微电解填料，其球壳的硅藻壳质量占比为25％。对比例1将66g铁粉、28g活性炭和6g石灰石粉混合作为球心的造球原料，另外将15g铁粉、10g活性炭、5g石灰石粉和30g硅藻壳混合作为球壳的造球原料。取球心原料的25％置于圆盘造球机，启动，过程中喷水加料，直至原料加完，停止加料喷水，继续滚球使生球压实。待表面光滑后，将球壳原料持续滚到球心表面，滚球壳时加大水量控制水与料的比例，制得由球心1和球壳2组成的生球。再将生球放进干燥箱中干燥，干燥温度100℃，时间保持2h，2h后关掉电源使生球在干燥箱内自然冷却至室温。最后放入马弗炉内以每分钟100℃的速度逐渐升温至1180℃后恒温30min。焙烧结束后，将填料取出、冷却后即得铁碳-硅藻壳微电解填料，其球壳的硅藻壳质量占比为50％。对比例2将66g铁粉、28g活性炭和6g石灰石粉混合作为球心的造球原料，另外将20g铁粉、10g活性炭、5g石灰石粉和25g硅藻壳混合作为球壳的造球原料。取球心原料的25％置于圆盘造球机，启动，过程中喷水加料，直至原料加完，停止加料喷水，继续滚球使生球压实。待表面光滑后，将球壳原料持续滚到球心表面，滚球壳时加大水量控制水与料的比例，制得由球心1和球壳2组成的生球。再将生球放进干燥箱中干燥，干燥温度100℃，时间保持2h，2h后关掉电源使生球在干燥箱内自然冷却至室温。最后放入马弗炉内以每分钟100℃的速度逐渐升温至1180℃后恒温30min。焙烧结束后，将填料取出、冷却后即得铁碳-硅藻壳微电解填料，其球壳的硅藻壳质量占比为41.7％。对比例3将66g铁粉、28g活性炭和6g石灰石粉混合作为球心的造球原料，另外将40g铁粉、10g活性炭、5g石灰石粉和5g硅藻壳混合作为球壳的造球原料。取球心原料的25％置于圆盘造球机，启动，过程中喷水加料，直至原料加完，停止加料喷水，继续滚球使生球压实。待表面光滑后，将球壳原料持续滚到球心表面，滚球壳时加大水量控制水与料的比例，制得由球心1和球壳2组成的生球。再将生球放进干燥箱中干燥，干燥温度100℃，时间保持2h，2h后关掉电源使生球本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种铁碳‑硅藻壳微电解填料，其特征在于，所述的微电解填料包括球心和包裹球心的球壳，其中，球心包括以下重量百分比的原料组分：铁粉63％～68％，活性炭26％～31％，其余为粘结剂；球壳包括以下重量百分比的原料组分：铁粉42％～58％，活性炭15％～20％，硅藻壳15％～35％，其余为粘结剂。

【技术特征摘要】
1.一种铁碳-硅藻壳微电解填料，其特征在于，所述的微电解填料包括球心和包裹球心的球壳，其中，球心包括以下重量百分比的原料组分：铁粉63％～68％，活性炭26％～31％，其余为粘结剂；球壳包括以下重量百分比的原料组分：铁粉42％～58％，活性炭15％～20％，硅藻壳15％～35％，其余为粘结剂。2.根据权利要求1所述的一种铁碳-硅藻壳微电解填料，其特征在于，所述的粘结剂为100目的石灰石粉末。3.如权利要求1或2所述的一种铁碳-硅藻壳微电解填料制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)：按配方称取铁粉、活性炭和粘结剂，加水制得球心；(2)：再将球心置于由铁粉、活性炭、粘结剂和硅藻壳按配方组成的球壳原料上，滚动，在球心表面生成球壳并制得生球；(3)：将步骤(2)制得生球干燥，焙烧，冷却，即得到所述铁碳-硅藻壳微电解填料。4.根据权利要求3所述的一种铁碳-...

【专利技术属性】
技术研发人员：万锕俊，谢艺璇，董恒杰，涂润秋，
申请(专利权)人：同济大学，
类型：发明
国别省市：上海,31