專利名稱：復(fù)合高效硅藻土凈水劑及制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種污水凈化劑，以及制備方法。
技術(shù)背景中國專利申請?zhí)?00610010636.X公開了一種"稀土吸附劑及其制備方法"， 涉及一種稀土吸附劑及其制備方法，將含稀土元素的化合物，包括氯化鑭、氯 化鈰、氯化鈧、氯化釔、氯化鐠、硝酸鑭、硝酸鈰、硝酸鈧、硝酸釔、硝酸鐠 中的一種，配制成稀土元素濃度為0.2 0.6wt。/。的稀土溶液，將載體，包括硅藻 土、黏土、膨潤土、氧化鋁、浮石、陶瓷、沸石、蛭石、高嶺土、爐渣中的一 種，在稀土溶液中附載浸漬，再經(jīng)干燥焙燒工序處理后，得到球體或圓柱體的 稀土吸附劑。該稀土吸附劑能夠應(yīng)用于多種廢水的治理，尤其是水體氮磷污染 的治理，吸附容量達(dá)20—30mg/g，吸附劑吸附飽和后經(jīng)再生可繼續(xù)使用。該申 請以稀土硅藻土作為凈水吸附材料，利用了稀土元素的各種已知和未知的特種、 特性、特征達(dá)到凈化水源的目的，但其采用的是商品稀土鹽類成品和浸漬物理 吸附法將稀土附著于硅藻土中，硅藻土與稀土鹽類的結(jié)合僅限于表面物理附著， 屬于實驗室階段。存在難于工業(yè)化采用和成本較高，實用價值較低的缺點。中國專利申請?zhí)?00410079630.9公開了一種"硅藻土凈水劑"，以硅藻含 量在60—70%的中品位硅藻土粉為基體，加入輔助添加劑或聚丙稀酰胺混合而 成；其中a.組分的重量百分比為輔助添加劑13-22%、其余為中品位硅藻土 粉；輔助添加劑為硫酸鋁、三氯化鐵、聚合氯化鋁；b.組分的重量百分比為 聚丙稀酰胺3—4ppm、其余為中品位硅藻土粉。中國專利申請?zhí)?8118788.9公 開了一種"凈水劑"，以硅藻土為基體，輔助添加劑(聚合氯化鋁、三氯化鐵、 漂白粉或次氯酸鈉)以五種不同配比的系列化凈水劑，分別對于城市生活污水、 池塘、工業(yè)給水、城鎮(zhèn)生活水源、再生造紙廢水處理以及需要強(qiáng)氧化的工業(yè)廢 水等進(jìn)行相應(yīng)的凈化。該專利申請以硅藻土作為凈水吸附材料基體，但其使用 的機(jī)理為利用硅藻土作為載體和基體作為吸附材料，加入輔助添加劑硫酸鋁、 聚合氯化鋁、三氯化鐵、聚丙稀酰胺。由于使用硅藻土作為吸附材料，所以其 發(fā)明只能使用硅含量大于60%的中、高品位硅藻土，對于含量小于60%的低品位、低價值硅藻土就無利用價值，為提高硅藻土品質(zhì)的選礦和提純，導(dǎo)致了凈 水劑的成本上升。同時該發(fā)明的凈水原理基本使用的依然是常規(guī)物理、化學(xué)法。 加入絮凝劑、混凝劑、促凝劑…，硅藻土利用僅局限于具有細(xì)膩、松散、質(zhì) 輕、多孔、吸水和滲透性強(qiáng)等特點過濾劑，將懸浮物與液體分離開，成為淤泥 需清淤填埋。屬于"治表不治本"的方法。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種以特定天然原料制成的 復(fù)合高效硅藻土凈水劑。本發(fā)明的另一目的在于提供上述凈水劑的制備方法。本發(fā)明所述的復(fù)合高效硅藻土凈水劑以云南騰沖硅藻土原礦和云南昆陽武 定迤納廠鈮一鐵搖床選出綜合稀土元素有效含量為30%的初精礦稀土原粉為原 料，按照重量百分比為所述初精礦稀土原粉5~15%，其余為云南騰沖硅藻土原礦，經(jīng)混合、成型、培燒、酸洗、烘干制成。本發(fā)明所述的復(fù)合高效硅藻土凈水劑的制備方法主要由以下步驟組成 一、將上述配比的云南騰沖硅藻土原礦與云南昆陽武定迤納廠鈮一鐵搖床選 出綜合稀土元素有效含量為30%的初精礦稀土原粉充分混合，加入水，至含水 量為18—25%;二、 釆用模具或造粒機(jī)成型，除去游離水分；三、 進(jìn)入間歇窯或旋轉(zhuǎn)連續(xù)窯逐步升溫至500 700°C，然后通入空氣或氧 氣培燒3—5小時；四、 逐步冷卻至常溫，出窯；五、 分別進(jìn)入濃鹽酸、濃硝酸、濃硫酸池中浸泡1 3天或分別噴淋洗滌30 一60分鐘；六、 在105—15(TC溫度下千燥30—45分鐘，即得成品。 所述的云南騰沖硅藻土原礦是目前基本尚未開發(fā)利用的南方低品位硅藻土礦，云南昆陽武定迤納廠鈮一鐵搖床選出綜合稀土元素有效含量為30%的初精 礦稀土原粉系由云南昆陽武定迤納的稀土原礦經(jīng)搖床泡沫浮選出的鈮一鐵初精 礦，有市售。上述兩種原料由于其品位太低，基本上只能作為低端初級填料使 用，無大的商業(yè)利用價值。但在本發(fā)明中，有機(jī)地利用了其低品位性能，通過 高溫培燒使其發(fā)生如下高溫氧化反應(yīng)金屬離子+02—高溫培燒一金屬氧化物兩種原料中的有機(jī)物經(jīng)高溫培燒后首先變成碳，碳遇氧氣生成C02，呈氣態(tài)揮發(fā)，金屬離子(包括其中的多種稀土原素)在高溫下遇氧氣生成金屬(或稀 土)氧化物，硅藻土經(jīng)過通氧高溫培燒，失去了有機(jī)物而形成了鏈狀和網(wǎng)狀的 空腔網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)體，其中的稀土氧化物與所述的空腔網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)體的表面進(jìn)行分子 間化學(xué)鍵結(jié)合，構(gòu)成了高溫化學(xué)結(jié)構(gòu)，附著力極強(qiáng)。所述的培燒物，分別經(jīng)過濃鹽酸、濃硝酸、濃硫酸的酸洗，可以除去其中混雜的殘留金屬，其機(jī)理為金屬(或稀土)氧化物遇酸，變成相應(yīng)的鹽類，這些鹽類溶于酸，達(dá)到了將其 除去的目的，而由于稀土鹽類不溶于酸，依然存留在其中。之所以要采用濃鹽 酸、濃硝酸、濃硫酸進(jìn)行酸洗，是因為不同的金屬鹽具有不同的溶解度，采用 三種酸是為了最大限度地除去殘留干擾金屬。本發(fā)明利用了稀土的比表面積范圍集中在10—30m2/g、大多數(shù)稀土金屬呈 現(xiàn)順磁性，稀土元素具有4fk5dl6s2電子層結(jié)構(gòu)，具有未充滿的4f電子層結(jié)構(gòu)， 并由此而產(chǎn)生多種多樣的電子能級。屯價高、半徑大、極化力強(qiáng)、化學(xué)性質(zhì)活 潑及能水解等性質(zhì)，與氧、硫的親和力大，有許多特異光、電、磁、貯氫等性 能，稀土離子與羥基、偶氮基或磺酸基等形成結(jié)合物。本發(fā)明的特點是充分利用了目前基本尚未開發(fā)利用的、無商業(yè)價值的低品 位硅藻土礦和云南昆陽武定迤納初精礦，經(jīng)過一步混合、高溫培燒、酸洗工藝 處理， 一次性達(dá)到除去硅藻土中的殘留有機(jī)物質(zhì)和粗精礦稀土原粉中的混存金 屬，同時生成稀土鹽類，并且使得稀土鹽類穩(wěn)固燒結(jié)于硅藻土結(jié)構(gòu)體表面，復(fù) 合激活了硅藻土和稀土的活性。本發(fā)明原料要求低、儲量大、工藝簡單、工業(yè) 化生產(chǎn)容易，凈水簡單、成本低廉。
具體實施方式
實施例1:將6%的云南昆陽武定迤納廠鈮一鐵搖床選出綜合稀土元素有效 含量為30%的初精礦稀土原粉與余量的云南騰沖硅藻土原礦充分混合，加入水， 至含水量為18—25%，以手捏成團(tuán)，不露水，放手即散為標(biāo)準(zhǔn)；采用模具壓制 成花格網(wǎng)狀磚塊型，成型后的混合料自然風(fēng)干，除去游離水分；進(jìn)入間歇窯 逐步升溫至500 700。C，然后通入空氣或氧氣培燒3—5小時；停止加溫，逐步 冷卻至常溫，出窯；常溫下，先進(jìn)入濃鹽酸池中浸泡1天，取出后經(jīng)水淋洗，再進(jìn)入濃硝酸池中浸泡1天，取出后經(jīng)水淋洗，再進(jìn)入濃硫酸池中浸泡1天，取出后經(jīng)水淋洗；經(jīng)水淋洗的目的是去除各種水溶性酸性鹽類。在105—15(TC 溫度下干燥30—45分鐘，即得成品。在河流中筑壩，或者作為散堆體浸入待處理的水中， 一天后可以將水的色 度由40降低至4以下，氨氮由30降低至5以下(mg/1)。實施例2:將12%的云南昆陽武定迤納廠鈮一鐵搖床選出綜合稀土元素有 效含量為30%的初精礦稀土原粉與余量的云南騰沖硅藻土原礦充分混合，加入 水，至含水量為18—25%，以手捏成團(tuán)，不露水，放手即散為標(biāo)準(zhǔn)；采用造粒 機(jī)制成30—50目顆粒，進(jìn)入旋轉(zhuǎn)連續(xù)窯的干燥段，除去游離水分，進(jìn)入培燒段 升溫至500 70(TC，通入含氧空氣培燒3—3.5小時；進(jìn)入冷卻段，常溫，出窯； 進(jìn)入噴淋池，依次用60-70°C的濃硫酸噴淋30分鐘一水淋30分鐘一60-70°C的濃 鹽酸噴淋30分鐘一水淋30分鐘一60-70°C的濃硝酸噴淋30分鐘一水淋30分鐘。 在105-150'C溫度下干燥30-45分鐘，即得成品。將其撒入色度為50的污水池中，用量為萬分之三至百分之一，24—48小時 后，色度可降低至5以下，氨氮由30降低至5以下(mg/1)。實施例3:用實施例2制得的成品，加水強(qiáng)制攪拌成醬狀，用螺桿濃漿泵打 入板式過濾機(jī)中，在板式過濾機(jī)上形成1一5毫米的濾層，直接用于強(qiáng)制過濾生 活污水或者工業(yè)污水。經(jīng)1一2次過濾，可以達(dá)到國家排放標(biāo)準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1、一種復(fù)合高效硅藻土凈水劑，其特征在于以云南騰沖硅藻土原礦和云南昆陽武定迤納廠鈮-鐵搖床選出綜合稀土元素有效含量為30％的初精礦稀土原粉為原料，按照重量百分比為所述初精礦稀土原粉5～15％，其余為云南騰沖硅藻土原礦，經(jīng)混合、成型、培燒、酸洗、烘干制成。
2、 如權(quán)利要求1所述的復(fù)合高效硅藻土凈水劑的制備方法，其特征在于主 要由以下步驟組成一、 將上述配比的云南騰沖硅藻土原礦與云南昆陽武定迤納廠鈮一鐵搖床選 出綜合稀土元素有效含量為30%的初精礦稀土原粉充分混合，加入水，至含水 量為18—25°/。；二、 采用模具或造粒機(jī)成型，除去游離水分；三、 進(jìn)入間歇窯或旋轉(zhuǎn)連續(xù)窯逐步升溫至500 700°C，然后通入空氣或氧 氣培燒3—5小時；四、 逐步冷卻至常溫，出窯；五、 分別進(jìn)入濃鹽酸、濃硝酸、濃硫酸池中浸泡1 3天或分別噴淋洗滌30 —60分鐘；六、 在105—15(TC溫度下干燥30—45分鐘，即得成品。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種污水凈化劑，以及制備方法。本發(fā)明所述的復(fù)合高效硅藻土凈水劑以云南騰沖硅藻土原礦和云南昆陽武定迤納廠鈮—鐵搖床選出綜合稀土元素有效含量為30％的初精礦稀土原粉為原料，按照重量百分比為所述初精礦稀土原粉5～15％，其余為云南騰沖硅藻土原礦，經(jīng)混合、成型、培燒、酸洗、烘干制成。本發(fā)明的制備方法主要由以下步驟組成一、將上述配比的原料充分混合，加入水，至含水量為18-25％；二、采用模具或造粒機(jī)成型，除去游離水分；三、進(jìn)入間歇窯或旋轉(zhuǎn)連續(xù)窯逐步升溫至500～700℃，然后通入空氣或氧氣培燒3-5小時；四、逐步冷卻至常溫，出窯；五、分別進(jìn)入濃鹽酸、濃硝酸、濃硫酸池中浸泡1～3天或分別噴淋洗滌30-60分鐘；六、干燥，即得。
文檔編號C02F1/28GK101306850SQ20081005865
公開日2008年11月19日 申請日期2008年7月9日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月9日
發(fā)明者李運(yùn)強(qiáng), 趙成剛 申請人:昆明銅龍科技開發(fā)有限公司