一种除磷吸附材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种除磷吸附材料及其制备方法和应用，该除磷吸附材料包括以下重量份的原料：30～40份煤矸石、25～30份瓦斯灰、4～5份羧乙基纤维素、10～15份膨润土、3～5份氧化铝、6～8份聚乙烯醇。通过将上述原料按照重量份分批进行煅烧后得到该除磷吸附材料。本发明专利技术提出的除磷吸附材料制备简单，对磷具有良好的吸附效果，克服现有技术中制备过程复杂，成本过高且制得的吸附材料吸附能力不足的技术问题；同时利用工业废物作为原料，实现变废为宝的理念的同时，也降低了本发明专利技术所提出的除磷吸附材料的制备成本。

A phosphorus removal adsorption material and its preparation and Application

【技术实现步骤摘要】
一种除磷吸附材料及其制备方法和应用
本专利技术涉及吸附材料领域，具体涉及一种除磷吸附材料及其制备方法和应用。
技术介绍
磷元素是水体富营养化的重要因素之一，水体中磷过量的话会导致水生植物的过度生长，挤压水中生物的生活空间，同时会造成水中溶解氧的浓度大幅降低，最终导致鱼类的死亡，对于水体的影响十分巨大。目前对于磷元素的处理办法最常见的就是吸附法，常用的有澜化合物和锆化合物等，但其成本过于昂贵，难以大批量的工业生产；还有一些例如水滑石类除磷吸附剂，其制备过程复杂，吸附能力不足，难以满足现实需求，因此，开发一种制备简单、成本低廉的除磷吸附材料十分有意义。煤矸石是洗煤过程中产生的固体废物，其主要成分包括Al2O3、SiO2、Fe2O3和CaO，煤矸石占用了大量的空间资源并消耗了大量的处理成本，因此，行业内也是一直在探究如果扩大煤矸石的利用程度。瓦斯灰是高炉炼铁的过程中产生的废物，其中含有大量的碳和铁，瓦斯灰粒径小、密度小，容易飘散在空气中，并对人体具有一定的危害。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术中制备过程复杂，成本过高且制得的吸附材料吸附能力不足的技术问题，提供一种新型的除磷吸附材料。具体通过以下技术方案实现：一种除磷吸附材料，包括以下重量份的原料：30～40份煤矸石、25～30份瓦斯灰、4～5份羧乙基纤维素、10～15份膨润土、3～5份氧化铝、6～8份聚乙烯醇。本专利技术采用工业废物瓦斯灰和煤矸石作为主体原料，瓦斯灰和煤矸石中均含有大量的氧化钙和氧化铁，对于磷的吸附具有非常好的效果；同时，本专利技术还添加有氧化铝，氧化铝在水中可以通过化学吸附作用形成表面羟基作用于磷酸根，从而实现对磷的吸附。本专利技术通过静电吸引、络合作用对磷进行吸附，吸附效果良好。最后本专利技术还添加有聚乙烯醇，用以强化原料之间的交联结构。制得的除磷吸附材料至少可以应用在水处理领域中。在一些优选的实施情况中，该除磷吸附材料包括以下重量份的原料：35份煤矸石、28份瓦斯灰、4份羧乙基纤维素、13份膨润土、4份氧化铝、7份聚乙烯醇。在一些优选的实施情况中，该除磷吸附材料包括以下重量份的原料：32份煤矸石、30份瓦斯灰、5份羧乙基纤维素、12份膨润土、3份氧化铝、6份聚乙烯醇。在一些优选的实施情况中，该除磷吸附材料包括以下重量份的原料：38份煤矸石、26份瓦斯灰、5份羧乙基纤维素、14份膨润土、5份氧化铝、8份聚乙烯醇。本专利技术还提供了一种上述除磷吸附材料的制备方法，包括以下步骤：S1：按照重量份将煤矸石、瓦斯灰和膨润土研磨混匀，在500～600℃的条件下煅烧30～40min；S2：然后按照重量份加入羧乙基纤维素、氧化铝和聚乙烯醇，混匀后升温至650～685℃煅烧20～30min，静置4～5h后得到所述除磷吸附材料。优选的，S1中的煅烧的条件为：煅烧时间为35～40min，煅烧温度为550～580℃；S2中的煅烧的条件为：煅烧时间为24～28min，煅烧温度为660～680℃；S2中的静置时间为4.5～5h。本专利技术的有益效果为：本专利技术提出的除磷吸附材料制备简单，对磷具有良好的吸附效果，克服现有技术中制备过程复杂，成本过高且制得的吸附材料吸附能力不足的技术问题；同时利用工业废物作为原料，实现变废为宝的理念的同时，也降低了本专利技术所提出的除磷吸附材料的制备成本。具体实施方式以下将结合实施例对本专利技术的构思及产生的技术效果进行清楚、完整的描述，以充分地理解本专利技术的目的、方案和效果。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。实施例1：一种除磷吸附材料，包括以下重量份的原料：35份煤矸石、28份瓦斯灰、4份羧乙基纤维素、13份膨润土、4份氧化铝、7份聚乙烯醇。具体制备过程包括以下步骤：S1：按照重量份将煤矸石、瓦斯灰和膨润土研磨混匀，在550～580℃的条件下煅烧35～40min；S2：然后按照重量份加入羧乙基纤维素、氧化铝和聚乙烯醇，混匀后升温至660～680℃煅烧24～28min，静置4.5～5h后得到该除磷吸附材料。实施例2：一种除磷吸附材料，包括以下重量份的原料：32份煤矸石、30份瓦斯灰、5份羧乙基纤维素、12份膨润土、3份氧化铝、6份聚乙烯醇。具体制备过程包括以下步骤：S1：按照重量份将煤矸石、瓦斯灰和膨润土研磨混匀，在550～580℃的条件下煅烧35～40min；S2：然后按照重量份加入羧乙基纤维素、氧化铝和聚乙烯醇，混匀后升温至660～680℃煅烧24～28min，静置4.5～5h后得到该除磷吸附材料。实施例3：一种除磷吸附材料，包括以下重量份的原料：38份煤矸石、26份瓦斯灰、5份羧乙基纤维素、14份膨润土、5份氧化铝、8份聚乙烯醇。具体制备过程包括以下步骤：S1：按照重量份将煤矸石、瓦斯灰和膨润土研磨混匀，在550～580℃的条件下煅烧35～40min；S2：然后按照重量份加入羧乙基纤维素、氧化铝和聚乙烯醇，混匀后升温至660～680℃煅烧24～28min，静置4.5～5h后得到该除磷吸附材料。实施例4：一种除磷吸附材料，包括以下重量份的原料：40份煤矸石、25份瓦斯灰、4份羧乙基纤维素、15份膨润土、5份氧化铝、6份聚乙烯醇。具体制备过程包括以下步骤：S1：按照重量份将煤矸石、瓦斯灰和膨润土研磨混匀，在550～580℃的条件下煅烧35～40min；S2：然后按照重量份加入羧乙基纤维素、氧化铝和聚乙烯醇，混匀后升温至660～680℃煅烧24～28min，静置4.5～5h后得到该除磷吸附材料。实施例5：一种除磷吸附材料，包括以下重量份的原料：30份煤矸石、30份瓦斯灰、5份羧乙基纤维素、10份膨润土、3份氧化铝、8份聚乙烯醇。具体制备过程包括以下步骤：S1：按照重量份将煤矸石、瓦斯灰和膨润土研磨混匀，在550～580℃的条件下煅烧35～40min；S2：然后按照重量份加入羧乙基纤维素、氧化铝和聚乙烯醇，混匀后升温至660～680℃煅烧24～28min，静置4.5～5h后得到该除磷吸附材料。实施例6：配置一系列磷初始浓度为10、20、30、40、50、60mgP/L的磷酸二氢钾溶液，分别加入上述实施例1～5中制得的除磷吸附材料(磷酸二氢钾溶液与除磷吸附材料的质量比为1000：1)。在常温下吸附48h后过滤，测定溶液中磷酸盐的去除率。结果如表1所示，由表1可知，本专利技术制得的除磷吸附材料对于磷具有良好的吸附作用。表1磷酸二氢钾溶液浓度(mgP/L)1020304050实施例192％91％92％93％90％实施例289％91本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种除磷吸附材料，其特征在于，包括以下重量份的原料：30～40份煤矸石、25～30份瓦斯灰、4～5份羧乙基纤维素、10～15份膨润土、3～5份氧化铝、6～8份聚乙烯醇。/n

【技术特征摘要】
1.一种除磷吸附材料，其特征在于，包括以下重量份的原料：30～40份煤矸石、25～30份瓦斯灰、4～5份羧乙基纤维素、10～15份膨润土、3～5份氧化铝、6～8份聚乙烯醇。


2.根据权利要求1所述的除磷吸附材料，其特征在于，包括以下重量份的原料：35份煤矸石、28份瓦斯灰、4份羧乙基纤维素、13份膨润土、4份氧化铝、7份聚乙烯醇。


3.根据权利要求1所述的除磷吸附材料，其特征在于，包括以下重量份的原料：32份煤矸石、30份瓦斯灰、5份羧乙基纤维素、12份膨润土、3份氧化铝、6份聚乙烯醇。


4.根据权利要求1所述的除磷吸附材料，其特征在于，包括以下重量份的原料：38份煤矸石、26份瓦斯灰、5份羧乙基纤维素、14份膨润土、5份氧化铝、8份聚乙烯醇。


5.一种权利要求1至4任一项所述的除磷吸附...

【专利技术属性】
技术研发人员：樊婷，吕健滔，邓文强，郑晓仪，
申请(专利权)人：佛山科学技术学院，
类型：发明
国别省市：广东;44