一种复合生物炭及其制备方法、应用技术

本发明专利技术公开了一种复合生物炭及其制备方法、应用，属于生物炭技术领域，所述制备方法包括以下步骤：制备复合生物炭原料；将复合生物炭原料烘干、粉碎，加入钒钛磁铁矿尾矿粉末，在盐酸溶液中浸泡，搅拌混合后过滤，得混合固体；将混合固体缺氧加热，冷却后得到复合生物炭粉末；将复合生物炭粉末清洗、过滤，直至滤液PH值呈中性，将清洗后的复合生物炭粉末置于真空条件下烘干，即制得粉末状的复合生物炭。本发明专利技术制备的复合生物炭具有较高的孔隙率、比表面积、吸附能力及产率，能更好的吸附重金属和有机污染物。机污染物。机污染物。

【技术实现步骤摘要】
一种复合生物炭及其制备方法、应用


[0001]本专利技术涉及生物炭
，具体是一种复合生物炭及其制备方法、应用。

技术介绍

[0002]生物炭具有发达的孔隙结构，其表面含有大量的官能团和负电荷，对重金属离子有较强的吸附和固定能力，能够通过改变上壤理化性质，增强土壤对重金属的络合能力，有效地降低土壤重金属污染程度，减轻重金属对作物生长的毒性作用。
[0003]单一生物炭经高温热解后会产生副产物，加之自身原材料的特点，导致其孔隙率降低、表面官能团数目减少，且由于表面带负电对阴离子的吸附效果往往较差，生物炭质量轻、粉末颗粒小、成分单一，吸附重金属和有机污染物等的效果受到影响，在水和土壤中的回收也受到限制。
[0004]基于此，如何优化生物炭原料，提高生物炭的吸附能力、孔隙率等是生物炭技术的重要研究方向。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种复合生物炭的制备方法，由该方法制备的复合生物炭具有较高的孔隙率、比表面积、吸附能力及产率，能更好的吸附重金属和有机污染物。同时本专利技术还公开了该复合生物碳及其应用。
[0006]本专利技术的目的主要通过以下技术方案实现：复合生物炭的制备方法，包括以下步骤：制备复合生物炭原料；加入钒钛磁铁矿尾矿粉末至复合生物炭原料中，在盐酸溶液中浸泡，搅拌混合后过滤，得混合固体；将混合固体缺氧加热，冷却后得到复合生物炭粉末；将复合生物炭粉末清洗、过滤，直至滤液PH值呈中性，将清洗后的复合生物炭粉末置于真空条件下烘干，即制得粉末状的复合生物炭。
[0007]如上所述的制备方法，所述复合生物炭原料由以下方法制备：取风干后的马尾松松针、麻疯树果实榨油残渣、茶渣，按质量比20%~40%: 30%~50%: 30%~50%的混合比例进行混合，得混合原料；将混合原料在无自然光环境下用隔膜覆盖进行自然发酵；将发酵后的混合原料烘干、粉碎，既得复合生物炭原料。
[0008]如上所述的制备方法，所述马尾松松针、麻疯树果实榨油残渣、茶渣的质量比为30%: 40%: 40%。
[0009]如上所述的制备方法，所述自然发酵过程中，混合原料成堆发酵，按时翻料保证发酵堆温小于65℃。
[0010]如上所述的制备方法，所述混合原料自然发酵时间为15天，发酵后的混合原料烘
干温度为60~70℃，烘干时间1~4小时，发酵后的混合原料粉碎后粉末粒径小于1mm。
[0011]如上所述的制备方法，所述钒钛磁铁矿尾矿粉末的粒径小于1mm，且其质量为复合生物炭原料质量的1%~10%。
[0012]如上所述的制备方法，所述缺氧加热的加热温度为500~700℃。
[0013]如上所述的制备方法，所述复合生物炭粉末清洗时采用去离子水清洗，清洗后的复合生物炭粉末烘干温度为120℃，烘干时间为8小时。
[0014]与现有技术相比，本专利技术的有益效果如下：本制备方法制备的复合生物炭，利用马尾松松针、麻疯树果实榨油残渣、茶渣作为生物炭的基础原料，先进行自然发酵处理，再烘干粉碎，与钒钛磁铁矿尾矿粉末进行混合，并利用盐酸溶液浸泡，是钒钛磁铁矿中金属元素与原材料充分结合，然后再将混合物视为一种物质进行加热制成，使得该复合生物炭的元素组成、孔隙率、比表面积、吸附能力、产率等均比单一原材料制成生物炭更优质，并具有磁性，利于使用磁性回收重金属，具有优质的有机污染物和重金属吸附能力，可广泛应用于含有重金属/有机污染物的废水或土壤中，且该复合生物炭原料为农林业废弃物，充分发挥了原料的二次作用，实现了废弃资源综合利用，减少了环境污染。
[0015]本专利技术基于以上复合生物炭的制备方法，提供了一种复合生物炭，该复合生物炭采用上述的制备方法制得。基于此，本专利技术的复合生物炭具有更优质的孔隙率、比表面积、吸附能力及产率，从而可以更广泛的应用于污染水/土中的重金属和有机污染物吸附和处理，更快速、高效、全面的修复水/土环境。
[0016]最后，本专利技术还基于以上复合生物炭的制备方法，提供了一种利用上述的制备方法制得的复合生物炭在治理污染土壤/水中的应用。通过将上述的制备方法制得的复合生物炭应用在污染土壤/水的治理中，基于复合生物炭优质的孔隙率、比表面积、吸附能力及产率，可以实现工业上的快速生产和获得更优的环境治理能力，进而具有广泛的应用前景。
附图说明
[0017]此处所说明的附图用来提供对本专利技术实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本专利技术实施例的限定。在附图中：图1为复合生物炭的制备方法的流程图；图2为复合生物炭原料的制备方法的流程图。
具体实施方式
[0018]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本专利技术作进一步的详细说明，本专利技术的示意性实施方式及其说明仅用于解释本专利技术，并不作为对本专利技术的限定。
[0019]本专利技术针对土壤或者水中，因含有大量重金属和/或有机污染物而需要吸附去除的技术问题，为了实现土壤和水的净化、修复，特提出了复合生物炭及其制备方法、应用。利用农林业废弃物与钒钛磁铁矿尾矿联合利用，将磁改性和酸改性联合使用，使得制备的复合生物炭具有优质的有机污染物和重金属吸附能力，可广泛应用于含有重金属/有机污染物的废水或土壤中。
[0020]如图1，本专利技术第一个实施例公开了一种复合生物炭的制备方法，包括以下步骤S1~S4：S1 制备复合生物炭原料。
[0021]作为具体的制备方法，如图2所示，所述复合生物炭原料由以下步骤S11~S13制备：S11 取风干后的马尾松松针、麻疯树果实榨油残渣、茶渣，按质量比20%~40%: 30%~50%: 30%~50%的混合比例进行混合，得混合原料。
[0022]在本S11步骤中，马尾松松针、麻疯树果实榨油残渣、茶渣在使用前均进行风干，风干方式可采用自然风干、风干设备风干等，风干后三者的水分占比均低于5%。
[0023]本步骤在具体实施时，马尾松松针、麻疯树果实榨油残渣、茶渣的质量比可选用30%: 40%: 40%进行混合，进而可以实施获得优质的元素组成、孔隙率、比表面积、吸附能力、产率等。
[0024]需要说明的是，本步骤中的麻疯树果实榨油残渣，为麻疯树的果实（种子）在榨油后余下的固体残渣，榨油后可将渣饼揉散形成分散的固体残渣，以便于后续均匀混合；此外，茶渣为茶叶在浸泡后剩余的茶叶，茶叶的种类具体可以是绿茶、黄茶、乌龙茶、红茶、黑茶、白茶等中的一种或多种。
[0025]S12 将混合原料在无自然光环境下用隔膜覆盖进行自然发酵。
[0026]在本S12步骤中，混合原料在无自然光环境下也即无阳光直晒的前提，利用隔膜覆盖进行密封发酵，隔膜可采用可降解塑料隔膜，并在自然发酵过程中，混合原料成堆发酵，按时翻料保证发酵堆温小于65℃，翻料时间可以是每天一次，有效保证发酵温度，发酵总时间15天左右。
[0027]S13 将发酵后的混合原料烘干、粉碎，既得复合生物炭原料。
[0028]在本S13步骤中，混合原料烘干温度为本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种复合生物炭的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：制备复合生物炭原料；加入钒钛磁铁矿尾矿粉末至复合生物炭原料中，在盐酸溶液中浸泡，搅拌混合后过滤，得混合固体；将混合固体缺氧加热，冷却后得到复合生物炭粉末；将复合生物炭粉末清洗、过滤，直至滤液PH值呈中性，将清洗后的复合生物炭粉末置于真空条件下烘干，即制得粉末状的复合生物炭。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述复合生物炭原料由以下方法制备：取风干后的马尾松松针、麻疯树果实榨油残渣、茶渣，按质量比20%~40%: 30%~50%: 30%~50%的混合比例进行混合，得混合原料；将混合原料在无自然光环境下用隔膜覆盖进行自然发酵；将发酵后的混合原料烘干、粉碎，既得复合生物炭原料。3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述马尾松松针、麻疯树果实榨油残渣、茶渣的质量比为30%: 40%: 40%。4.根据权利要求2所述的制备方法，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：周毅，
申请(专利权)人：四川省冶勘设计集团生态环境工程有限公司，
类型：发明
国别省市：