一种高效抗板结微电解填料及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种高效抗板结微电解填料及其制备方法，以质量份计包括：35~50份铁粉、20~30份碳粉、30~40份缓冲材料、2~5份黏合剂、8~10份催化剂、20~30份水；缓冲材料按照质量份由12~18份膨润土、8~15份重质碳酸钙、5~15份硅酸镁铝组成；粘合剂按照质量份由1~3份白糊精和1~3份硅酸钠组成；催化剂按照质量份由2~5份铬矿石粉、3~8份氧化钛粉、3~8份黄铜粉组成，通过铁粉、碳粉、缓冲材料、催化剂进行初步混合，然后将黏合剂和水加入初混料中再次拌合，通过反应放热控制拌合过程中混合料的形态，保证混合料均匀；将混合料置入模具中形成椭球型颗粒，通过自然风干及加热鼓风烘干后的高温烧结、冷却获得微电解填料。填料内外无板结，性能稳定、优异，易于成球，具备一定的冷强度。具备一定的冷强度。具备一定的冷强度。

【技术实现步骤摘要】
一种高效抗板结微电解填料及其制备方法


[0001]本专利技术属于废水处理材料
，具体涉及一种高效抗板结微电解填料及其制备方法。

技术介绍

[0002]微电解技术是利用铁碳元素在溶液中构成的电位极差形成原电池，使得大分子有机物或芳香烃类环状有机物的长链开环断链，从而提高废水的可生化性，并在破坏重金属络合物和置换重金属离子具有很好的效能。微电解的作用机制主要包括微电池原理、氧化还原反应、絮凝、吸附和共沉淀机理，利用产生的亚铁离子和还原态氢、活性氧与废水污染物发生的氧化还原反应，产生降解、吸附、絮凝、沉淀等作用使得污染物得到去除。铁碳微电解技术虽然高效、经济和实用，但是在运行过程中存在以下局限性：1）反应效率偏低，相比于其他物化处理技术，微电解的降解效率较低，大部分反应时间在2小时以上；2）铁碳微电解材料容易出现板结问题，导致铁碳之间电子传递受阻，随着板结的逐渐严重，最终导致微电解反应器内出现短流、结团等现象，微电解反应效率大幅下降，直至失效，无法持久作用于污水处理过程中。因此在工业园区废水处理领域急需一种高效且抗板结的填料。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提供一种高效且抗板结的微电解填料及其制备的方法，用来解决现行的微电解填料反应效率偏低、易板结、不耐久等技术问题。为实现这个目的，本专利技术采取以下技术方案：一种高效抗板结微电解填料，其成分以质量份计包括：35~50份铁粉、20~30份碳粉、30~40份缓冲材料、2~5份黏合剂、8~10份催化剂、20~30份水；所述缓冲材料按照质量份由12~18份膨润土、8~15份重质碳酸钙、5~15份硅酸镁铝组成；所述粘合剂按照质量份由1~3份白糊精和1~3份硅酸钠组成；所述催化剂按照质量份由2~5份铬矿石粉、3~8份氧化钛粉、3~8份黄铜粉组成。
[0004]进一步的，所述缓冲材料的配置包括如下步骤：取质量份膨润土、重质碳酸钙、硅酸镁铝进行混合，搅拌转速为60~80rpm，搅拌时间为10~15min。
[0005]进一步的，所述催化剂的配置包括如下步骤：取质量份铬矿石粉、氧化钛粉、黄铜粉进行混合，搅拌转速60~80rpm，搅拌时间为10~15min。
[0006]进一步的，所述黏合剂的配置包括如下步骤：取质量份白糊精和硅酸钠进行混合搅拌转速50~60rpm，搅拌时间为8~10min。
[0007]进一步的，本专利技术还公开一种如上述的高效抗板结微电解填料的制备方法，包括如下步骤：取12~18份膨润土、8~15份重质碳酸钙、5~15份硅酸镁铝配置所述质量份缓冲材
料；取2~5份铬矿石粉、3~8份氧化钛粉、2~8份黄铜粉配置所述质量份催化剂；取1~3份白糊精、1~3份硅酸钠配置所述质量份黏合剂；取质量份铁粉、碳粉、缓冲材料、催化剂进行初步混合，然后将质量份的黏合剂加入混合料中再次混合，待粉料混合均匀后加入质量份10~15的水进行拌合，直至混合湿料水分均匀成为轻微湿料；优选地，质量份铁粉中40~60目的铁粉为25~40，200目铁粉为10~20；将湿料陈化冷却4~6h后，再次加质量份10~15水的进行拌合；将二次加水湿料缓慢导入模具中，经过压合和脱模形成椭球形颗粒；初步混合采用搅拌混合，搅拌转速60~80rpm，搅拌时间为20~40min；再次混合后的加水过程中混合料会放热至50~70℃，因此需要间歇加水，搅拌混合转速40~60rpm，搅拌时间为10~30min；脱膜后的椭球型填料自然风干24h以上，批量送入烘箱内进行干燥，干燥温度80~100℃，干燥时间8h以上；干燥后的填料装填在坩埚中，填料与坩埚的缝隙采用煤粉进行填充，并在填料顶端覆盖1~3mm厚的堇青石粉；将坩埚送入马弗炉或隧道炉内进行高温烧结，待自然冷却后制得高效抗板结微电解填料；其中高温烧结步骤如下：炉内温度在300℃以下温度时，控制升温速率不大于5℃/min；炉内温度在300~800℃时，控制升温速率不大于3℃/min；并在温度升至800℃时，保温2~4h；炉内温度在800~1150℃时，控制升温速率不大于2℃/min，并在温度升至1150℃时，保温4~8h；完成以上程序后，待炉内温度降至100℃以下时，取出坩埚，去除煤粉，并将烧结后的填料自然风干冷却至室温，得微电解填料。
[0008]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：取本专利技术范围内的质量份铁粉、碳粉、缓冲材料、催化剂进行初步混合，然后将质量份黏合剂和水加入初混料中再次拌合，通过反应放热控制拌合过程中混合料的形态，保证混合料均匀；将混合料置入模具中形成椭球型颗粒，并通过自然风干及加热鼓风烘干后的高温烧结、冷却步骤获得微电解填料。其中粘结剂的效果良好，使混合料易于成球，具备一定的冷强度，保证在填料烧结前和过程中不会破碎；而不同目数的铁粉可在混合料成球后形成填料的骨架，保证填料的均一稳定；缓冲材料的加入既降低微电解填料的熔融温度，又可将微电解反应维持在一个稳定的反应曲线上；催化剂中的铜、铬、钛等可以增强微电解反应的活性，且保证微电解填料的硬度，不仅使微电解反应不会随反应时间的延长而产生钝化、极化等现象，同时保证填料在水处理过程中优先在反应填料表层降解污染物，并通过填料逐层消耗、剥离的方式提高微电解反应的效率，填料内外无板结，性能稳定、优异。
附图说明
[0009]下面结合附图对本专利技术进一步说明。
[0010]图1为本专利技术实施例1的制备方法步骤流程图；图2为本专利技术实施例2的制备方法步骤流程图；图3为本专利技术对比例1的制备方法步骤流程图；图4为本专利技术对比例2的制备方法步骤流程图；图5为本专利技术实施例1制备的高效抗板结微电解填料生料图；图6为实施例1制备的高效抗板结微电解填料成品图；图7为实施例2制备的高效抗板结微电解填料生料图；图8为实施例2制备的高效抗板结微电解填料成品图；图9为对比例1制备的高效抗板结微电解填料生料图；图10为对比例2反应90d后制备的高效抗板结微电解填料样品图；图11为本专利技术实施例1的SEM图；图12为本专利技术实施例2的SEM图。
具体实施方式
[0011]下面将结合本专利技术实施方式及附图，对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。
[0012]实施例1：请参阅图1，本专利技术提供了一种高效抗板结微电解填料制备方法，步骤如下：S1：配置30份缓冲材料；S2：配置8份催化剂；S3：配置2份黏合剂；S4：将30份40目铁粉、15份200目铁粉、20份碳粉、30份缓冲材料、8份催化剂进行混合，搅拌转速60rpm，搅拌时间为30min，然后将2份黏合剂加入初次混合料中，继续混合，同时间断加入25份水，搅拌转速40rpm，搅拌时间10min，保持混合料温度在50℃左右（间断加水控制温度），形成具有一定粘性的混合料；S5：待混合料陈化冷却后将其导入磨具中，形成椭球型颗粒；S6：将获得的椭球型颗粒置于阴凉通风处自然晾干24h后，批量送入烘箱内进行干燥，干燥温度80℃，干燥时间14h；S7：待椭球型颗粒自然降温后装填在坩埚中，填料与坩埚的缝隙本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高效抗板结微电解填料，其特征在于，其成分以质量份计包括：35~50份铁粉、20~30份碳粉、30~40份缓冲材料、2~5份黏合剂、8~10份催化剂、20~30份水；所述缓冲材料按照质量份由12~18份膨润土、8~15份重质碳酸钙、5~15份硅酸镁铝组成；所述粘合剂按照质量份由1~3份白糊精和1~3份硅酸钠组成；所述催化剂按照质量份由2~5份铬矿石粉、3~8份氧化钛粉、3~8份黄铜粉组成。2.如权利要求1所述的一种高效抗板结微电解填料，其特征在于，所述缓冲材料的配置，包括如下步骤：取质量份膨润土、重质碳酸钙、硅酸镁铝进行混合，搅拌转速为60~80rpm，搅拌时间为10~15min。3.如权利要求1所述的一种高效抗板结微电解填料，其特征在于，所述催化剂的配置，包括如下步骤：取质量份铬矿石粉、氧化钛粉、黄铜粉进行混合，搅拌转速60~80rpm，搅拌时间为10~15min。4.如权利要求1所述的一种高效抗板结微电解填料，其特征在于，所述黏合剂的配置，包括如下步骤：取质量份白糊精和硅酸钠进行混合搅拌转速50~60rpm，搅拌时间为8~10min。5.一种如权利要求1所述的高效抗板结微电解填料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：（1）配置所述缓冲材料；（2）配置所述催化剂；（3）配置所述黏合剂；（4）取质量份铁粉、碳粉、缓冲材料、催化剂进行初步混合，然后将质量份的黏合剂加入混合料中再次混合，待混粉料混合均匀后间歇加入质量份10~15的水进行拌合，直至混合湿料水分均匀，将湿料陈化冷却后，再次加质量份10~15的水进行...

【专利技术属性】
技术研发人员：王杰，汪炎，喻军，王本洋，郭婷，梅红，
申请(专利权)人：东华工程科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：