一种铁碳微电解球的制备方法技术

本发明专利技术公开一种铁碳微电解球的制备方法：将铁粉和活性炭、助熔剂六氟铝酸钠以及造孔剂氯化钠按照一定比例混合；将混合物球磨；氮气保护下高温加热熔融，保温2‑5小时；将熔融体从孔径为5mm流出，侧面喷雾使流体断裂并冷却，下面冷水急骤冷却；自来水浸泡1‑5天，制得铁碳微电解球。本发明专利技术利用高温熔融能使铁碳混合均匀，大大增加了形成的微电池数目，有利于废水中有机物尤其是含苯环有机物的降解；利用熔融体自由落体下表面急骤冷却收缩形成小颗粒椭球；造孔剂氯化钠溶解于水中电解球出现多孔，使用时间越长，孔越多，降解废水效果越好。本发明专利技术对设备精度要求低、可大批量生产、不使用环境有害物质、不产出环境有害物质，环境友好。

【技术实现步骤摘要】
一种铁碳微电解球的制备方法
本专利技术属于环境污染治理领域，具体涉及一种铁碳微电解球的制备方法，用于高浓度有机污水的降解。
技术介绍
高浓度有机废水，特别是含苯环有机废水，单纯利用芬顿氧化与微生物降解是很难达到国家排放标准的。随着新型技术的应用，铁碳微电解方法较好地解决了这一难题，逐渐被医药、化工行业所应用。铁碳微电解降解水体污染物的原理是铁屑对絮体的电附集和对反应的催化作用。无数的铁碳微电池反应产物的混凝，新生絮体的吸附和床层的过滤等作用的综合效应的结果。其中主要作用是氧化还原和电附集，废铁屑的主要成分是铁和碳，当将其浸入电解质溶液中时，由于Fe和C之间存在1.2V的电极电位差，因而会形成无数的微电池系统，在其作用空间构成一个电场，阳极反应生成大量的Fe2+进入废水，进而氧化成Fe3+，形成具有较高吸附絮凝活性的絮凝剂。阴极反应产生大量新生态的[H]和[O]，在偏酸性的条件下，这些活性成分均能与废水中的许多组分发生氧化还原反应，使有机大分子发生断链降解，从而消除了有机物尤其是印染废水的色度，提高了废水的可生化度，且阴极反应消耗了大量的H+生成了大量的OH-，这使得废水的pH值也有所提高。铁碳微电解填料的制备方法很多，一般均采用铁基材料和碳基材料通过粘结剂成型而成，这种简单的混合方式使得铁碳不均匀，颗粒大，形成的原电池少，降解效率偏低。江苏大学曹飞等通过液相化学沉积法制备了纳米铁颗粒的铁碳结合材料，但纳米铁制备过程复杂，成本较高，不能规模化的应用。从目前商业应用来看，微电解填料的共性问题在于：固体颗粒性铁碳原料构成的原电池严格意义上来讲还是一种宏观电池或相对微电池，其微电池的数量明显受到材料微粒的粒径(一般粒径3-5cm球)和数量的影响，导致单位体积内的微电池数量有限，污水处理能力有限。本专利针对目前常规微电解填料处理废水技术普遍存在的效率低、成本高等问题，提出一种新型铁碳微电解填料的制备方法，以增加单位体积内微电池数量及与废水接触面积，提高污水处理能力。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本专利技术提供一种铁碳微电解球的制备方法，该方法利用常规原料，借助高温将其熔融形成固熔体，达到混合均匀，形成无数的微电池，从而达到提高降解有机废水效率的目的。本专利技术的具体方案如下：一种铁碳微电解球的制备方法，包括以下步骤：(1)按一定原料、助熔剂、造孔剂按比例混合；(2)将混合好的原料球磨到一定粒径；(3)在氮气保护下一定温度下加热熔融；(4)喷雾造粒成型；(5)自来水浸泡适当时间。上述步骤(1)中原料为铁粉和活性炭，助熔剂为六氟铝酸钠，造孔剂为氯化钠，按质量比六氟铝酸钠：NaCl：铁粉：活性炭＝15-20：10-15：10：1；上述步骤(2)中球磨后原料粒径在0.2mm以下。上述步骤(3)中氮气保护下加热熔融温度为1000-1100，保温2-5小时；上述步骤(4)中的喷雾造粒方法为熔融体从孔径为5mm流出，侧面喷雾使流体断裂并冷却，下面冷水急骤冷却。上述步骤(5)中自来水浸泡时间为1-5天。上述任一项所述的一种铁碳微电解球用于降解高浓度有机废水，特别是含苯环的高浓度有机废水。本专利技术的有益效果：(1)利用高温熔融能使铁碳混合均匀，大大增加了形成的微电池数目，有利于废水中有机物的降解；(2)本专利技术提供的造粒方法是利用熔融体自由落体下表面急骤冷却收缩形成小颗粒椭球。(3)氯化钠作为造孔剂，当浸泡一段时间后，氯化钠溶解于水中电解球出现多孔。使用时间越长，孔越多，降解废水效果越好。(4)本制备方法对设备精度要求低、工艺简单、可大批量生产、成本低、对原料要求低、不使用环境有害物质、不产出环境有害物质，环境友好。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术进一步说明，本专利技术的内容完全不限于此。一种铁碳微电解球的制备方法，包括以下步骤：按一定原料、助熔剂、造孔剂按比例混合；将混合好的原料球磨到一定粒径；在氮气保护下一定温度下加热熔融；喷雾造粒成型；自来水浸泡适当时间。上述步骤(1)中原料为铁粉和活性炭，助熔剂为六氟铝酸钠，造孔剂为氯化钠，按质量比六氟铝酸钠：NaCl：铁粉：活性炭＝15-20：10-15：10：1；上述步骤(2)中球磨后原料粒径在0.2mm以下。上述步骤(3)中氮气保护下加热熔融温度为1000-1100℃，保温2-5小时；上述步骤(4)中的喷雾造粒方法为熔融体从孔径为5mm流出，侧面喷雾使流体断裂并冷却，下面冷水急骤冷却。上述步骤(5)中自来水浸泡时间为1-5天。实施例1称取六氟铝酸钠300g，氯化钠200g，铁粉200g，活性炭20g，混合，装入球磨机球磨5小时，取出移入刚玉坩埚，放入管式炉，加热到1100℃，保温2小时，取出立即倒入孔径为5mm的成型容器中，熔融体边从孔中流出边从侧面喷水雾，自然下落至冷水中，形成小颗粒状铁碳球，将铁碳球继续在冷水中浸泡1天，过滤、干燥得成品铁碳微电解球542g。降解效果对比：取市场采购的铁碳微电解球和此实施例制备的铁碳微电解球各1公斤填充到直径为5cm的硬质玻璃管中，pH＝3.5的工业废水COD初始浓度为1826mg/L，下管口以5ml/min的流速流出，测得经过市场采购的铁碳微电解球填充的硬质管后COD为1108mg/L，COD有效降解率39.3％；测得经过本实例填充的铁碳微电解球硬质管后COD为233mg/L，COD有效降解率为87.2％。实施例2称取六氟铝酸钠400g，氯化钠300g，铁粉200g，活性炭20g，混合，装入球磨机球磨5小时，取出移入刚玉坩埚，放入管式炉，加热到1000℃，保温5小时，取出立即倒入孔径为5mm的成型容器中，熔融体边从孔中流出边从侧面喷水雾，自然下落至冷水中，形成小颗粒状铁碳球，将铁碳球继续在冷水中浸泡5天，过滤、干燥得成品铁碳微电解球602g。降解效果对比：取市场采购的铁碳微电解球和此实施例制备的铁碳微电解球各1公斤填充到直径为5cm的硬质玻璃管中，pH＝3.5的工业废水COD初始浓度为1826mg/L，下管口以5ml/min的流速流出，测得经过市场采购的铁碳微电解球填充的硬质管后COD为1058mg/L，COD有效降解率42.1％；测得经过本实例填充的铁碳微电解球硬质管后COD为218mg/L，COD有效降解率为88.1％。实施例3称取六氟铝酸钠350g，氯化钠250g，铁粉200g，活性炭20g，混合，装入球磨机球磨5小时，取出移入刚玉坩埚，放入管式炉，加热到1050℃，保温3小时，取出立即倒入孔径为5mm的成型容器中，熔融体边从孔中流出边从侧面喷水雾，自然下落至冷水中，形成小颗粒状铁碳球，将铁碳球继续在冷水中浸泡3天，过滤、干燥得成品铁碳微电解球552g。降解效果对比：取市场采购的铁碳微电解球和此实施例制备本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种铁碳微电解球的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：/n(1)按一定原料、助熔剂、造孔剂按比例混合；/n(2)将混合好的原料球磨到一定粒径；/n(3)在氮气保护下一定温度下加热熔融；/n(4)喷雾造粒成型；/n(5)自来水浸泡适当时间成孔。/n

【技术特征摘要】
1.一种铁碳微电解球的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)按一定原料、助熔剂、造孔剂按比例混合；
(2)将混合好的原料球磨到一定粒径；
(3)在氮气保护下一定温度下加热熔融；
(4)喷雾造粒成型；
(5)自来水浸泡适当时间成孔。


2.根据权利要求1所述的一种铁碳微电解球的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中的原料为铁粉和活性炭，助熔剂为六氟铝酸钠，造孔剂为氯化钠。


3.根据权利要求1所述的一种铁碳微电解球的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中球磨需粒径在0.2mm以下。

【专利技术属性】
技术研发人员：冉敬文，王海南，李利，
申请(专利权)人：黄冈师范学院，
类型：发明
国别省市：湖北;42