废砖制备氟吸附剂的方法和应用技术

本发明专利技术公开一种废砖制备氟吸附剂的方法和应用。所述的氟吸附剂是用废砖粒与助熔剂混合均匀后，置于高温炉中焙烧改性而制成的。本发明专利技术将上述的氟吸附剂作为吸附剂吸附去除污染水体中氟污染物的应用。本发明专利技术利用高温改性使废砖失去吸附水、结晶水和空隙中的一些杂质，提高其比表面积，增加吸附能力，同时，焙烧过程中助熔剂的加入，使废砖粒中的硅酸盐玻璃网络结构被破坏，从而使废砖粒中可溶的SiO2和Al2O3由原来的网络高聚体解聚为低聚度硅酸盐，进而废砖颗粒变得多孔，体积增大，比表面增大，进一步增加了废砖粒的吸附性能。

Preparation and Application of Fluorine Adsorbent from Waste Bricks

The invention discloses a method for preparing fluorine adsorbent from waste brick and its application. The fluorine adsorbent is made by mixing waste brick particles with flux evenly and then calcining and modifying them in a high temperature furnace. The invention uses the fluorine adsorbent as an adsorbent for adsorbing and removing fluorine pollutants in polluted water. The invention uses high temperature modification to make waste bricks lose some impurities in adsorbed water, crystalline water and voids, improve their specific surface area and increase their adsorptive capacity. At the same time, the addition of flux during roasting can destroy the silicate glass network structure of waste bricks, thus making the soluble SiO 2 and Al2O3 in waste bricks depolymerize from the original network high polymer to low-degree silicate, and then waste them. The brick particles become porous, the volume and the specific surface of the brick particles increase, which further increases the adsorption performance of the waste brick particles.

【技术实现步骤摘要】
废砖制备氟吸附剂的方法和应用
本专利技术属于环境科学与工程领域，具体涉及废砖制备氟吸附剂的方法和应用。
技术介绍
目前，工程上采用的除氟方法主要有沉淀法，混凝法，电凝聚法，离子交换法，电渗析法，吸附法。沉淀法具有方法简单、处理方便、费用低等优点，但处理后的水中含氟量仍然高于国家排放标准，很难达标。另处还存在泥渣沉降缓慢、脱水困难等缺点。混凝法具有药剂投加量少、处理量大、一次就可达标的优点，但其处理费用大，产生的污泥量多，去除效果受多种条件影响。电凝聚法具有设备简单、操作容易、运行稳定、可连续制水，易于实现自动控制等特点。但此方法易产生电极钝化现象，造成除氟效果和经济性能变差。离子交换法很少在生活中使用。近年来利用电渗析技术进行饮水处氟的研究和应用逐渐增多。利用电渗析除氟不用投加药剂，效果良好，去除率可达60～80％，除氟的同时可以降低高氟水的含盐总量，从而使水质得到全面改善。但是用电渗析法除氟时须将电流控制在极限电流点以上，否则除氟率偏低。与此同时，电渗析除氟时需要对水进行预处理，投资成本大，且设备要定期清洗。吸附法就是利用多孔性质使水中F-吸附在固体表面。达到除氟目的的方法。操作时将吸附剂填入填充柱，采用动态吸附方式进行。这种方法操作简便，除氟效果较为稳定，价格便宜。因此吸附法一直是处理含氟废水的重要方法，用于含氟废水的深度处理方面，效果十分显著。随着现代化建设以及旧城改造步伐的加快，建筑垃圾的数量和种类正在日益增加。相关调查表明，自2007年以来，我国各大城市建筑垃圾呈现出数量巨大、产生周期集中等新特点，目前主要还是采取填埋和露天堆放为主的处置方式，环境危害大，急需新的处理渠道，以科学、经济、有效的方式进行建筑垃圾资源化处理。废砖块是建筑垃圾的一种主要组份，约占建筑垃圾总量的30～50％。它主要是由粘土、页岩和煤矸石等原料经高温烧结而成，其中石英约占67％、Al2O3约占12％、Fe2O3约占8％。废砖因烧结固化而存在一定的机械强度和大量的孔隙，可以作为一种吸附剂或者吸附剂载体而被回收利用。但进一步的研究表明，现有的改性手段获得的废砖对污染物的吸附量较低仅有几个毫克/每克，而且由于废砖的比表面积较低(20m2/g左右)，作为载体的固载量也大大受到限制。这些都限制了废砖的有效利用。
技术实现思路
为克服上述缺陷，本专利技术的目的是提供一种提高废砖的回收和利用率的废砖制备氟吸附剂的方法和应用。为达到上述目的，本专利技术废砖制备氟吸附剂的方法，所述的氟吸附剂是用废砖粒与助熔剂混合均匀后，置于高温炉中焙烧改性而制成的。优选地，所述的氟吸附剂是按下述步骤制成的：步骤S1，将废砖机械粉碎，过筛成粉末颗粒；步骤S2，将砖粒粉末颗粒用水洗涤、过滤后，烘干；步骤S3，将烘干所得砖粒与助熔剂混合均匀后，置于高温炉中焙烧改性，取出冷却至室温后，将熔融样品经破碎、研磨、过筛后，即制得所述氟吸附剂。优选地，所述的焙烧的温度设置为100～900，℃焙烧改性的时间为0.5～4h。优选地，所述助熔剂为NaCl、NaHCO3和Na2CO3的一种或几种，砖粒与所述助熔剂按质量比例为1：1～5：1混合均匀。为达到上述目的，本专利技术将上述的氟吸附剂作为吸附剂吸附去除污染水体中氟污染物的应用。其中，所述的污染水体中含有浓度为0.1～100mg/L的氟。本专利技术利用高温改性使废砖失去吸附水、结晶水和空隙中的一些杂质，提高其比表面积，增加吸附能力，同时，焙烧过程中助熔剂的加入，使废砖粒中的硅酸盐玻璃网络结构被破坏，从而使废砖粒中可溶的SiO2和Al2O3由原来的网络高聚体解聚为低聚度硅酸盐，进而废砖颗粒变得多孔，体积增大，比表面增大，进一步增加了废砖粒的吸附性能。附图说明图1助熔剂高温改性废砖氟吸附剂对不同浓度模拟废水中氟的去除效果；图2助熔剂高温改性废砖氟吸附剂在不同温度条件下对氟去除效果的影响；图3助熔剂高温改性废砖氟吸附剂在不同pH值条件下对氟去除效果的影响。具体实施方式下面通过具体实施例对本专利技术所述的技术方案给予进一步详细的说明，但有必要指出以下实施例只用于对
技术实现思路
的描述，并不构成对本专利技术保护范围的限制。实施例1助熔剂高温改性废砖氟吸附剂的制备将粘土红色废砖机械粉碎，过筛选出0.5～1.2mm粒径的粉末颗粒，获得样品A；将样品A用水洗涤、过滤后，于105℃烘干，得样品B；将样品B与Na2CO3助熔剂按照质量比3：1混合均匀后，置于高温炉中在650℃焙烧改性1h，取出冷却至室温后，将熔融样品经破碎、研磨、过筛后得到0.5～1.2mm粒径的样品C。样品C即为助熔剂高温改性废砖氟吸附剂。下面以实施例1为例说明本专利技术对不同浓度模拟废水中氟的去除效果实验1取实施例1中样品C获得的吸附剂0.5g，置于50ml装有25ml不同浓度的含氟模拟废水中(20mg/L～100mg/L，氮磷浓度相等)的离心管中，恒温(25℃)振荡(160rmp)4小时后，将溶液离心，测定上清液中残余的氟浓度，计算氟吸附容量。结果如图1所示。当废水中氟的浓度从20mg/L增加到100mg/L时，助熔剂高温改性废砖氟吸附剂对氟的吸附容量从0.500mg/g增加到4.134mg/g。实验2助熔剂高温改性废砖氟吸附剂在不同温度条件下对氟去除效果的影响取实施例1中样品C获得的吸附剂0.5g，置于50ml装有25ml相同浓度(100mg/L)的含氟模拟废水中的离心管中振荡，操作温度分别为15、20、25、30、35、40、45、50℃，4小时后，离心过滤，测定上清液中残余的氟浓度，计算氟吸附容量。结果如图2所示。当温度从15增加到30℃时，助熔剂高温改性废砖氟吸附剂的吸附容量随温度升高增加，在30℃时其吸附容量达到最高的4.261mg/g，进一步升温则吸附容量逐渐降低。实验3助熔剂高温改性废砖氟吸附剂在不同pH值条件下对氟去除效果的影响取实施例1中样品C获得的吸附剂0.5g，置于50ml装有25ml相同浓度(100mg/L)的含氟模拟废水中的离心管中，分别用1mol/L的H2SO4和NaOH溶液调节溶液初始pH值，初始pH值设置为2、3、4、5、6、7、8、9、10、11，恒温(25℃)振荡4小时后，离心过滤，测定上清液中残余的氟浓度，计算氟吸附容量。结果如图3所示。助熔剂高温改性废砖氟吸附剂的吸附容量随pH值升高降低，在pH为2时其吸附容量达到最高的4.235mg/g。实施例2助熔剂高温改性废砖氟吸附剂的制备将粘土红色废砖机械粉碎，过筛选出0.5～1.2mm粒径的粉末颗粒，获得样品A；将样品A用水洗涤、过滤后，于105℃烘干，得样品B；将样品B与NaCl助熔剂按照质量比2：1混合均匀后，置于高温炉中在850℃焙烧改性1h，取出冷却至室温后，将熔融样品经破碎、研磨、过筛后得到0.5～1.2mm粒径的样品C。样品C即为助熔剂高温改性废砖氟吸附剂。按上述实验条件测试结果为：当废水中氟的浓度100mg/L时，本实施例的氟吸附剂对氟的吸附容量4.011mg/g。在30℃时其吸附容量达到最高的4.108mg/g，在pH为2时其吸附容量达到最高的4.159mg/g。实施例3助熔剂高温改性废砖氟吸附剂的制备将粘土红色废砖机械粉碎，过筛选出0.5～1.2mm粒径的粉末颗粒，获得样品A；将样品A用水洗涤、过本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种废砖制备氟吸附剂的方法，其特征在于，所述的氟吸附剂是用废砖粒与助熔剂混合均匀后，置于高温炉中焙烧改性而制成的。

【技术特征摘要】
1.一种废砖制备氟吸附剂的方法，其特征在于，所述的氟吸附剂是用废砖粒与助熔剂混合均匀后，置于高温炉中焙烧改性而制成的。2.如权利要求1所述的废砖制备氟吸附剂的方法，其特征在于，所述的氟吸附剂是按下述步骤制成的：步骤S1，将废砖机械粉碎，过筛成粉末颗粒；步骤S2，将砖粒粉末颗粒用水洗涤、过滤后，烘干；步骤S3，将烘干所得砖粒与助熔剂混合均匀后，置于高温炉中焙烧改性，取出冷却至室温后，将熔融样品经破碎、研磨、过筛后，即制得所述氟吸附剂。3.如权利要求1所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：周麒麟，何宇虹，程寒飞，
申请(专利权)人：中冶华天工程技术有限公司，中冶华天南京工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34