一种可重复利用的大尺寸中空状吸附剂及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种可重复利用的大尺寸中空状吸附剂及其制备方法和应用，属于化工吸附剂材料技术领域。本发明专利技术方法的步骤为：首先将胶凝材料烘干、过筛；然后以可溶解的球状颗粒为球核置于成球机或糖衣机中，将粘结剂溶液喷施于球核表面，并将胶凝材料不断加入成球机或糖衣机中，使胶凝材料均匀包覆在球核材料表面；当样品颗粒的球径达到所需大小，取出，过筛分级；养护0.5‑2d，使其样品初步获得一定强度；再采用溶剂溶解法或低温热处理的方法除去样品的球核；最后将除去球核的样品在水中养护1‑7d，即得到大尺寸、高强度，具有中空结构的多孔吸附材料。本发明专利技术方法工艺简单，原料易得，重现性好，制得的吸附材料吸油效率高，可重复利用。

A kind of reusable large size hollow adsorbent and its preparation method and Application

【技术实现步骤摘要】
一种可重复利用的大尺寸中空状吸附剂及其制备方法和应用
本专利技术属于化工吸附剂材料
，具体涉及一种可重复利用的大尺寸中空状吸附剂及其制备方法和应用。
技术介绍
润滑油被广泛用于汽车、船舶、各种工业设备及各种机械的传动部位。作为世界最大的润滑油消费国，我国每年产生的废润滑油约3000万吨。然而由于废润滑油的成分非常复杂，其中含有大量有机、无机物质，因此其处理较为困难。目前，废润滑油的处理方式也较为粗放，主要方法包括丢弃、焚烧、回收利用等，废机油回收利用率只有20％。而且废机油是不允许再生，应该交由有资质的废油处理企业来处理。在《国家危险废物名录》中规定，废机油属于危险废物。吸附处理技术是一种重要的废油资源化处理技术，常用于废润滑油的脱色，长期以来在油处理领域占有重要地位。该技术利用具有亲油性的材料或者多孔材料，如白土、吸油树脂、活性炭等，将废油中胶质、沥青质、酸类、皂类、含氮化合物、含硫化合物等极性物质及芳香烃等污染物除去，因此在吸附工艺中，吸附材料的选择至关重要。然而上述常见的吸油材料都存在诸多缺陷，如白土的吸油性能较差，且易造成粉尘污染；吸油树脂虽然吸油效果较好，然而成本昂贵；而活性炭不仅成本较贵而且吸油性能普遍较差，更为重要的是，上述材料的可重复利用性较差，不利于成本控制。在吸附技术应用中，吸附材料在饱和吸附后，会失去继续吸附的能力。并且在吸附有害物质后，其自身成为一种有毒有害物质，需要正确的方法处理。将具有多孔结构的无机材料用于吸油领域，并通过燃烧的方法使吸附剂得到重复使用，不仅可以有效降低成本，而且能够避免吸附剂因吸附废润滑油后有毒的风险。相比常见的多孔结构，中空陶粒因其巨大的中空结构在吸附领域展示出巨大的应用前景。专利CN201210462747.X公开了一种轻质中空陶粒及其制备方法，该轻质中空陶粒由成陶材料和模板材料组成，成陶材料由废纸造纸干污泥、粉煤灰和粘土组成，模板材料为聚苯泡沫颗粒；所得到的轻质中空陶粒外形为球状或类球状，中间空腔也为球状或类球状，中间空腔与外界由一层壁厚0.5～2.5mm的陶瓷结构分隔开；该轻质中空陶粒能够用于污水处理中的悬浮生物膜陶瓷滤料。然而该工艺需要进行高温煅烧，使成陶材料烧结从而获得一定的强度，更为重要的是，对不同的原料体系还需重新设计配方，且在烧结过程中样品由于收缩不均匀导致易开裂、成品率低。基于上述理由，提出本申请。
技术实现思路
针对上述现有技术存在的问题或缺陷，本专利技术的目的在于提供一种可重复利用的大尺寸中空状吸附剂的制备技术及其制备得到的吸附剂和应用。本专利技术方法仅需在低温或者无需热处理除去球核材料，即可获得高强度可重复使用的中空状吸附剂。为了实现本专利技术的上述其中一个目的，本专利技术采用的技术方案如下：一种可重复利用的大尺寸中空状吸附剂的制备方法，所述方法具体包括如下步骤：(1)将胶凝材料烘干、过筛后备用；(2)将可溶解的球状颗粒材料置于成球机或糖衣机中，并以所述球状颗粒材料为球核，将粘结剂溶液喷施于所述球核表面，获得粘结剂处理的球核材料；再将步骤(1)烘干、过筛后的胶凝材料加入到所述成球机或糖衣机中，制得一层胶凝材料均匀包覆的球核材料；(3)将步骤(2)制得的一层胶凝材料均匀包覆的球核材料置于成球机或糖衣机中，重复步骤(2)中喷施粘结剂和包覆胶凝材料的步骤，直至获得的球核材料样品的球径达到所需大小，然后过筛分级，取出；(4)将步骤(3)过筛分级得到的球核材料在蒸汽条件下或潮湿环境中养护0.5-2d，获得初级养护样品，然后采用溶剂溶解法或低温热处理方法除去所述初级养护样品的球核，再继续在蒸汽条件下或潮湿环境中养护1-7d，即可得到本专利技术所述的大尺寸、高强度、且具有中空结构的多孔吸附材料。进一步地，上述技术方案，步骤(1)所述胶凝材料为水泥、石膏等中的任一种。进一步地，上述技术方案，步骤(1)所述胶凝材料的烘干温度为80-120℃，较优选为100℃。进一步地，上述技术方案，步骤(2)所述球状颗粒材料可以为水溶型材料，也可以为非水溶型材料，所述水溶型材料优选为尿素颗粒、复合肥颗粒等中的任一种；所述非水溶型材料可以为聚苯乙烯颗粒等中的任一种。进一步地，上述技术方案，步骤(2)所述球状颗粒材料的粒径可不做限定，其粒径的选择可根据实际所需中空结构大小而定。进一步地，上述技术方案，步骤(2)所述粘结剂溶液为可分散乳胶粉、田菁粉、CMC、瓜尔豆胶、聚乙烯醇等中的任一种或其组合的溶液；所述粘结剂溶液的浓度为0.5-2.5wt％。优选地，上述粘结剂溶液具体是将所述可分散乳胶粉、田菁粉、CMC、瓜尔豆胶或聚乙烯醇中的一种或其组合加入水中，水浴加热搅拌至粘结剂完全溶解，静置后，得到粘结剂溶液。进一步地，上述技术方案，步骤(4)中所述采用溶剂溶解法除去初级养护样品的球核具体是指，将初级养护样品浸泡在水或有机溶剂中，待球核完全溶出即可。优选地，上述技术方案，所述有机溶剂为氨水的乙醇溶液、丙酮水溶液、醋酸乙酯、甲基丙烯酸甲酯(MMA)等中的任一种。进一步地，上述技术方案，步骤(4)中所述低温热处理方法除去初级养护样品的球核具体是指，将所述样品置于300-550℃条件下热处理10-30min，使球核材料完全热分解。本专利技术的第二个目的在于提供采用上述所述方法制备得到的可重复利用的大尺寸中空状吸附剂。具体地，上述技术方案，所述吸附剂的尺寸不限，其粒径的选择可根据实际所需中空结构大小而定。例如，所述吸附剂的粒径可以为8-10mm、其中空孔径为3-5mm；所述吸附剂的粒径还可以为5-8mm、中空孔径为2-3mm，等等。本专利技术的第三个目的在于提供采用上述所述方法制备得到的可重复利用的大尺寸中空状吸附剂的应用，可用于吸附废润滑油。本专利技术的第四个目的在于提供上述所述方法制备得到的大尺寸中空状吸附剂的重复利用方法，具体是将饱和吸附后的中空状吸附剂通过热处理方法或负压吸出方法脱附，获得再生中空状吸附剂，然后继续用于吸附废润滑油。进一步地，上述技术方案，所述热处理方法具体是指将饱和吸附后的中空吸附剂从室温升至400-600℃恒温热处理10-30min，然后自然冷却即可。优选地，上述技术方案，所述热处理的速率可以为1-10℃/min，较优选为5℃/min。进一步地，上述技术方案，所述负压吸出方法具体是将饱和吸附后的中空状吸附剂在0.08-0.10MPa、80-120℃条件下吸出，所述吸出条件较优选为0.09MPa、100℃。与现有技术相比，本专利技术涉及的一种可重复利用的大尺寸中空状吸附剂的制备方法和应用具有如下有益效果：(1)本专利技术方法工艺简单，原料易得，重现性好，不仅价格低廉、环境友好，且能得到多种粒径范围的高效中空状吸附剂。(2)利用本专利技术方法制得的中空状吸附剂吸油效率高，将该吸附剂用于吸收废润滑油30min后其增重可达62.2％，24h后增重可达75.8％。(3)本专利技术制得的中空状吸附剂在饱和吸附后，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可重复利用的大尺寸中空状吸附剂的制备方法，其特征在于：所述方法具体包括如下步骤：/n(1)将胶凝材料烘干、过筛后备用；/n(2)将可溶解的球状颗粒材料置于成球机或糖衣机中，然后以所述球状颗粒材料为球核，将粘结剂溶液喷施于所述球核表面，获得粘结剂处理的球核材料；再将步骤(1)烘干、过筛后的胶凝材料加入到所述成球机或糖衣机中，制得一层胶凝材料均匀包覆的球核材料；/n(3)将步骤(2)制得的一层胶凝材料均匀包覆的球核材料置于成球机或糖衣机中，重复步骤(2)中喷施粘结剂和包覆胶凝材料的步骤，直至获得的球核材料样品的球径达到所需大小，然后过筛分级，取出；/n(4)将步骤(3)过筛分级得到的球核材料在蒸汽条件下或潮湿环境中养护0.5-2d，获得初级养护样品，然后采用溶剂溶解法或低温热处理方法除去所述初级养护样品的球核，再继续在蒸汽条件下或潮湿环境中养护1-7d，即可得到所述的大尺寸中空状吸附剂。/n

【技术特征摘要】
1.一种可重复利用的大尺寸中空状吸附剂的制备方法，其特征在于：所述方法具体包括如下步骤：
(1)将胶凝材料烘干、过筛后备用；
(2)将可溶解的球状颗粒材料置于成球机或糖衣机中，然后以所述球状颗粒材料为球核，将粘结剂溶液喷施于所述球核表面，获得粘结剂处理的球核材料；再将步骤(1)烘干、过筛后的胶凝材料加入到所述成球机或糖衣机中，制得一层胶凝材料均匀包覆的球核材料；
(3)将步骤(2)制得的一层胶凝材料均匀包覆的球核材料置于成球机或糖衣机中，重复步骤(2)中喷施粘结剂和包覆胶凝材料的步骤，直至获得的球核材料样品的球径达到所需大小，然后过筛分级，取出；
(4)将步骤(3)过筛分级得到的球核材料在蒸汽条件下或潮湿环境中养护0.5-2d，获得初级养护样品，然后采用溶剂溶解法或低温热处理方法除去所述初级养护样品的球核，再继续在蒸汽条件下或潮湿环境中养护1-7d，即可得到所述的大尺寸中空状吸附剂。


2.根据权利要求1所述的可重复利用的大尺寸中空状吸附剂的制备方法，其特征在于：步骤(1)所述胶凝材料为水泥、石膏中的任一种。


3.根据权利要求1所述的可重复利用的大尺寸中空状吸附剂的制备方法，其特征在于：步骤(2)所述球状颗粒材料为尿素颗粒、复合肥颗粒、聚苯乙烯颗粒中的任一种。


4.根据权利要求1所述的可重复利用的大尺寸中空状吸附剂的制备方法，其特征在于：步骤(2)所述粘...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓义群，蒋鸿辉，杨辉，贾勇，胡定和，
申请(专利权)人：江西理工大学，
类型：发明
国别省市：江西;36