一种可铺装的地质聚合物重金属离子吸附材料的制备方法技术

本发明专利技术提供一种可铺装的地质聚合物重金属离子吸附材料的制备方法，属于重金属离子吸附材料领域。该吸附材料的制备方法步骤是：将水玻璃加入到矿渣和粉煤灰的混合固体废弃物原料中，同时加入羧甲基壳聚糖，加入适量水，保证总固液比为1:0.7，快速搅拌，制得浆体；然后将浆体倒入模具中，振荡2~5 min，室温下养护后脱模；脱模后的成型件放入养护箱中，在60~70℃下，养护8~14 d，得到可铺装的块体改性地质聚合物重金属离子吸附材料。该块体吸附材料，可直接铺装于道路或河流流道底部，对流经的重金属离子进行主动吸附；另一方面，可实现固废利用，生产过程低耗能、无污染，符合环保要求。符合环保要求。

【技术实现步骤摘要】
一种可铺装的地质聚合物重金属离子吸附材料的制备方法


[0001]本专利技术属于重金属离子吸附材料领域，具体涉及一种可铺装的地质聚合物重金属离子吸附材料的制备方法。

技术介绍

[0002]重金属指原子量大于55的金属。由于工业的快速发展，来自电池、采矿、金属电镀、农药、化肥等行业的重金属废水越来越多，直接或间接地释放到环境中，造成水体重金属污染事件层出不穷。例如经六价铬污染的水降解其有害毒素需要上百年，严重危害着数千万人的饮用水安全。
[0003]虽然目前对含有重金属离子污染水的处理方法众多，但依旧存在许多问题。如化学法由于反应可能会产生二次污染；生物法需要培养微生物或生物体，成本较高；物理法中的溶剂萃取法和离子交换法，工艺复杂，很难在河流或路面上应用；常用吸附法中的活性炭、沸石等颗粒物在河流中容易流失。
[0004]地质聚合物是由硅和铝的氧化物聚集而成的，具有三维立体网状结构的无机胶凝材料，具有一定的吸附性能。但它脆性大易破损，大大限制了其应用。另外，随着我国电力、煤炭、冶金工业的高速发展，粉煤灰和矿渣的产量逐年上升，如果不妥善处理，粉煤灰和矿渣随意堆砌会产生大量扬尘，污染空气，同时对生态环境也会造成破坏。
[0005]因此，研究一种韧性较好，强度较大，吸附性能良好，无污染，能在河流中或路面上铺装的透水吸附材料，具有现实意义。

技术实现思路

[0006]针对上述现有技术中存在的问题及不足，本专利技术的目的是改善地质聚合物的韧性和吸附性能。为实现以上目的，本专利技术采用以下技术方案。以固体废弃物为原料，经过碱激发剂激发得到地质聚合物浆体，同时加入有机聚合物改性剂与地质聚合物浆体复合，养护，制备块体可铺装材料。
[0007]一种可铺装的地质聚合物重金属离子吸附材料的制备方法，包含以下步骤：（1）将碱激发剂加入到固体废弃物原料中，其质量比为7~9:18~22，同时加入有机聚合物改性剂，加入适量水，保证总固液比为1:0.7，采用高速搅拌器在800~1000 r/min快速搅拌5~8 min，制得浆体；（2）将浆体倒入模具中，在混凝土振动台上振荡2~5 min，室温下养护3~5 h后脱模；脱模后的成型件放入养护箱中，在60~70 ℃下，养护8~14 d，得到可铺装的块体改性地质聚合物重金属离子吸附材料。
[0008]优选的，所述的固体废弃物原料为：矿渣和粉煤灰，其混合质量比为7~9:11~13。
[0009]优选的，所述的碱激发剂为水玻璃，模数为1.3~1.6。
[0010]优选的，所述的有机聚合物改性剂为羧甲基壳聚糖，加入量为0.1~0.3%。
[0011]与
技术介绍
相比，本专利技术具有以下优点：
1、本专利技术采用矿渣和粉煤灰为主要原料制备地质聚合物吸附材料，可实现固废利用，生产过程低耗能、无污染，符合环保要求。
[0012]2、本专利技术羧甲基壳聚糖为有机聚合物改性剂，可增加地质聚合物的韧性，使脆性得到改善，同时羧甲基壳聚糖分子具有扑捉重金属离子的作用，可使地质聚合物的重金属离子吸附性能得到提高。
[0013]3、本专利技术生产的块体吸附材料，可直接铺装于道路或河流流道底部，当水流过或雨水渗入地下时，重金属离子被铺装的块体改性地质聚合物材料主动扑捉吸附，而干净水透过改性地质聚合物材料流到下流或渗入地下，不再造成污染。
具体实施方式
[0014]现结合实施例详细说明本专利技术的技术方案。所有的实施例均按照上述的制备方法的工序进行操作，以下的每个实施例仅罗列关键的技术数据。
实施例1
[0015]一种可铺装的地质聚合物重金属离子吸附材料的制备方法，包含以下步骤：（1）将碱激发剂加入到固体废弃物原料中，其质量比为8:20，同时加入有机聚合物改性剂，加入适量水，保证总固液比为1:0.7，采用高速搅拌器在1000 r/min快速搅拌8 min，制得浆体；（2）将浆体倒入模具中，在混凝土振动台上振荡3 min，室温下养护5 h后脱模；脱模后的成型件放入养护箱中，在70 ℃下，养护14 d，得到可铺装的块体改性地质聚合物重金属离子吸附材料其中固体废弃物原料为：矿渣和粉煤灰，其混合质量比为8:12。
[0016]其中碱激发剂为水玻璃，模数为1.5。
[0017]其中有机聚合物改性剂为羧甲基壳聚糖，加入量为0.2%。
[0018]本实施例制得的可铺装的改性地质聚合物重金属离子吸附材料的主要技术指标：抗压强度为86.22 MPa，抗折强度为11.43 MPa，透水系数0.13 mm/s，对Pb
2+
的去除率为93.31%，对Cd
2+
的去除率为98.28%，对Cu
2+
的去除率为95.46%。
实施例2
[0019]一种可铺装的地质聚合物重金属离子吸附材料的制备方法，包含以下步骤：（1）将碱激发剂加入到固体废弃物原料中，其质量比为7:18，同时加入有机聚合物改性剂，加入适量水，保证总固液比为1:0.7，采用高速搅拌器在800 r/min快速搅拌5 min，制得浆体；（2）将浆体倒入模具中，在混凝土振动台上振荡5 min，室温下养护3 h后脱模；脱模后的成型件放入养护箱中，在60 ℃下，养护8 d，得到可铺装的块体改性地质聚合物重金属离子吸附材料。
[0020]其中固体废弃物原料为：矿渣和粉煤灰，其混合质量比为7:11。
[0021]优选的，所述的碱激发剂为水玻璃，模数为1.3。
[0022]优选的，所述的有机聚合物改性剂为羧甲基壳聚糖，加入量为0.1%。
[0023]本实施例制得的可铺装的改性地质聚合物重金属离子吸附材料的主要技术指标：抗压强度为83.22 MPa，抗折强度为10.24 MPa，透水系数0.17 mm/s，对Pb
2+
的去除率为90.39%，对Cd
2+
的去除率为96.56%，对Cu
2+
的去除率为93.55%。
实施例3
[0024]一种可铺装的地质聚合物重金属离子吸附材料的制备方法，包含以下步骤：（1）将碱激发剂加入到固体废弃物原料中，其质量比为9:22，同时加入有机聚合物改性剂，加入适量水，保证总固液比为1:0.7，采用高速搅拌器在1000 r/min快速搅拌6 min，制得浆体；（2）将浆体倒入模具中，在混凝土振动台上振荡2 min，室温下养护4 h后脱模；脱模后的成型件放入养护箱中，在70 ℃下，养护12 d，得到可铺装的块体改性地质聚合物重金属离子吸附材料。
[0025]其中固体废弃物原料为：矿渣和粉煤灰，其混合质量比为9:13。
[0026]其中碱激发剂为水玻璃，模数为1.6。
[0027]其中有机聚合物改性剂为羧甲基壳聚糖，加入量为0.3%。
[0028]本实施例制得的可铺装的改性地质聚合物重金属离子吸附材料的主要技术指标：抗压强度为85.68 MPa，抗折强度为10.63 MPa，透水系数0.15mm/s，对Pb本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可铺装的地质聚合物重金属离子吸附材料的制备方法，其特征在于，以固体废弃物为原料，经过碱激发剂激发得到地质聚合物浆体，同时加入有机聚合物改性剂与地质聚合物浆体复合，养护，制备块体可铺装材料。2.根据权利要求1所述的一种可铺装的地质聚合物重金属离子吸附材料的制备方法，其特征在于，包含以下步骤：（1）将碱激发剂加入到固体废弃物原料中，其质量比为7~9:18~22，同时加入有机聚合物改性剂，加入适量水，保证总固液比为1:0.7，采用高速搅拌器在800~1000 r/min快速搅拌5~8 min，制得浆体；（2）将浆体倒入模具中，在混凝土振动台上振荡2~5 min，室温下养护3~5...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐立新，赵哲，姜长军，逯桃桃，王浩年，郭庆，王松，杨嘉乐，黄大建，
申请(专利权)人：甘肃欧特建材工业园有限公司，
类型：发明
国别省市：