一種秸稈和煤矸石共制備復(fù)合吸附材料的簡易方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種秸稈和煤矸石共制備復(fù)合吸附材料的簡易方法，其特征在于以農(nóng)作物秸稈和煤矸石作為原材料，首先分別通過干燥，破碎，篩分獲得一定粒度范圍的粉狀物料，然后按照一定的比例將二者均勻混合，放入坩堝并壓實，在馬弗爐中進(jìn)行煅燒處理，即獲得復(fù)合吸附材料成品。本發(fā)明拓展了秸稈與煤矸石的綜合利用領(lǐng)域，制備工藝簡單，未涉及復(fù)雜操作，成本低廉，應(yīng)用于污水凈化領(lǐng)域的效果顯著，吸附性能優(yōu)異。
【專利說明】一種秸稈和煤矸石共制備復(fù)合吸附材料的簡易方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于固體廢棄物的資源化利用領(lǐng)域，具體涉及一種秸桿和煤矸石共制備復(fù) 合吸附材料的制備方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 我國作為農(nóng)業(yè)大國，農(nóng)作物秸桿的年產(chǎn)量可達(dá)7億多噸。由于秸桿綜合開發(fā)利用 技術(shù)不夠成熟，投資較大，且利用率較低，大量的秸桿主要采用焚燒技術(shù)進(jìn)行處理。每年豐 收季節(jié)田間秸桿燃燒產(chǎn)生的大量濃重?zé)熿F，成為目前農(nóng)村環(huán)境污染難以治理的技術(shù)瓶頸。 因此，拓展秸桿資源化利用技術(shù)并有效提高回收利用率是解決問題的關(guān)鍵。
[0003] 隨著我國煤炭產(chǎn)量的不斷增長，夾生在煤層中并與煤相伴相生的煤矸石產(chǎn)量也隨 之俱增。據(jù)統(tǒng)計，目前全國煤矸石的總堆放量已超過47億噸，并以每年2億噸的速度增加， 其已成為我國最大的礦山固體廢棄物之一。堆放的煤矸石不僅嚴(yán)重污染了周圍環(huán)境，而且 侵占大量土地農(nóng)田，對土地資源破壞嚴(yán)重。因此，如何對煤矸石進(jìn)行高效利用并降低投資成 本成為煤炭產(chǎn)業(yè)當(dāng)下急需解決的一個關(guān)鍵問題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明目的為了拓展固體廢棄物的高效綜合利用領(lǐng)域，降低投資成本，提供了一 種秸桿和煤矸石共制備復(fù)合吸附材料的簡易方法，將其應(yīng)用于污水凈化領(lǐng)域，效果顯著。
[0005] 為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明一種秸桿和煤矸石共制備復(fù)合吸附材料采用以下技術(shù)方 案：以農(nóng)作物秸桿和煤矸石作為原材料，首先分別通過干燥，破碎，篩分獲得一定粒度范圍 的粉狀物料，然后按照一定的比例將二者均勻混合，放入坩堝并壓實，在馬弗爐中進(jìn)行煅燒 處理，即獲得復(fù)合吸附材料成品。
[0006] 根據(jù)權(quán)利要求1所述的本發(fā)明一種秸桿和煤矸石共制備復(fù)合吸附材料，其特征在 所述的一定粒度范圍的粉狀秸桿尺寸為150-550um，煤矸石的粒度為75-380um。
[0007] 根據(jù)權(quán)利要求1所述的本發(fā)明一種秸桿和煤矸石共制備復(fù)合吸附材料，所述的按 照一定的比例將二者均勻混合，具體的秸桿和煤矸石的混合質(zhì)量比為90-60:10-40。
[0008] 根據(jù)權(quán)利要求1所述的本發(fā)明一種秸桿和煤矸石共制備復(fù)合吸附材料，所述的在 馬弗爐中進(jìn)行煅燒處理，具體處理制度為以12_15°C /min的升溫速率升溫，于500-600°C保 溫 30-40min，800-85(TC 保溫 60-70min。
[0009] 本發(fā)明的有益效果在于：
[0010] (1)本發(fā)明以煤矸石和秸桿為原料，可以有效減少煤矸石的堆砌和秸桿燃燒造成 的污染問題，變廢為寶，提高其附加值。
[0011] (2)與現(xiàn)有的煤矸石利用途徑（如將煤矸石與粉煤灰、廢棄碳酸鹽尾礦復(fù)合）相 t匕，本發(fā)明通過對煤矸石和秸桿的破碎、篩分、混合和煅燒工序，獲得了孔隙發(fā)達(dá)的新型輕 質(zhì)多孔材料，探索了一條煤矸石和秸桿共同資源化利用的高效新穎路線。
[0012] (3)與市售的木質(zhì)活性炭相比，本發(fā)明復(fù)合吸附材料對有機(jī)染料廢水顯示出了幾 乎同等優(yōu)異的吸附效果，在含重金屬離子溶液和實際焦化廢水的處理中也具有良好的吸附 特性，應(yīng)用前景廣泛。
[0013] (4)本發(fā)明一種農(nóng)作物秸桿和煤矸石共制備復(fù)合吸附材料，制備工藝簡單，吸附性 能優(yōu)異，成本低廉，易于推廣應(yīng)用。

【專利附圖】

【附圖說明】：
[0014] 圖1為本發(fā)明復(fù)合吸附材料的SEM圖片。
[0015] 圖2為本發(fā)明復(fù)合吸附材料與市售活性炭對亞甲基藍(lán)溶液的處理效果對比圖片。
[0016] 圖3為本發(fā)明復(fù)合吸附材料與市售活性炭對硫酸銅溶液的處理效果對比圖片。
[0017] 圖4為本發(fā)明復(fù)合吸附材料與市售活性炭對實際焦化廢水的處理效果對比圖片。

【具體實施方式】：
[0018] 下面結(jié)合說明書附圖和實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0019] 實施例1 :
[0020] 選擇農(nóng)作物秸桿和煤矸石作為原材料，首先分別通過干燥，破碎，篩分獲得一定粒 度范圍的粉狀物料（秸桿和煤矸石的尺寸均為250um);然后按照秸桿和煤矸石的混合質(zhì)量 比為60:40將二者均勻混合，放入坩堝并壓實，在馬弗爐中進(jìn)行煅燒處理（處理制度為以 12°C /min的升溫速率升溫，于600°C保溫40min，850°C保溫60min)，即獲得復(fù)合吸附材料成 品。
[0021] 將本實施例制備的復(fù)合吸附材料進(jìn)行吸附性能檢測。在磁力攪拌條件下，將25mg 復(fù)合吸附材料加入亞甲基藍(lán)溶液（50mL，0.03g/L)中，攪拌15min，離心過濾，取上層清液進(jìn) 行吸光度測試。利用紫外可見分光光度計進(jìn)行吸光度測試（去離子水作比色液，波長設(shè)置 在665nm)，測試結(jié)果顯示處理前亞甲基藍(lán)溶液的吸光度為2. 688,處理后亞甲基藍(lán)溶液的 吸光度為〇. 14。
[0022] 實施例2 :
[0023] 選擇農(nóng)作物秸桿和煤矸石作為原材料，首先分別通過干燥，破碎，篩分獲得一定粒 度范圍的粉狀物料（秸桿尺寸為250um，煤矸石的尺寸為75um);然后按照秸桿和煤矸石的 混合質(zhì)量比為90:10將二者均勻混合，放入坩堝并壓實，在馬弗爐中進(jìn)行煅燒處理（處理制 度為以15°C /min的升溫速率升溫，于500°C保溫35min，800°C保溫70min)，即獲得復(fù)合吸 附材料成品。本實施例制備的復(fù)合吸附材料用來處理前亞甲基藍(lán)溶液的吸光度為2. 688，處 理后亞甲基藍(lán)溶液的吸光度為0. 041。
[0024] 實施例3 :
[0025] 選擇農(nóng)作物秸桿和煤矸石作為原材料，首先分別通過干燥，破碎，篩分獲得一定粒 度范圍的粉狀物料（秸桿尺寸為150um，煤矸石的尺寸為75um);然后按照秸桿和煤矸石的 混合質(zhì)量比為75:25將二者均勻混合，放入坩堝并壓實，在馬弗爐中進(jìn)行煅燒處理（處理制 度為以15°C /min的升溫速率升溫，于500°C保溫30min，815°C保溫60min)，即獲得復(fù)合吸 附材料成品。
[0026] 本實施例制備的復(fù)合吸附材料用來處理前亞甲基藍(lán)溶液的吸光度為2. 688,處理 后亞甲基藍(lán)溶液的吸光度為0. 033。
[0027] 本發(fā)明實施例3制備的復(fù)合吸附材料的微觀形貌如圖1所示。復(fù)合吸附材料具有 大量的不同尺寸的微孔，其發(fā)達(dá)的孔隙結(jié)構(gòu)和大的比表面積可以充分與被吸附物質(zhì)接觸， 為吸附性能提供良好的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。
[0028] 圖2為本發(fā)明實施例制備的復(fù)合吸附材料與市售活性炭對亞甲基藍(lán)溶液處理 15min后效果對比圖片。從圖中可以看出，與市售活性炭相比，經(jīng)過本發(fā)明產(chǎn)物復(fù)合吸附材 料的吸附處理，亞甲基藍(lán)溶液的吸光度由2. 688降為0. 033,表明溶液中亞甲基藍(lán)的濃度基 本降解為零。這暗示了本發(fā)明產(chǎn)物復(fù)合吸附材料對亞甲基藍(lán)溶液具有與市售活性炭性質(zhì)相 似的良好凈化效果。
[0029] 圖3為本發(fā)明實施例制備的復(fù)合吸附材料與市售活性炭對硫酸銅溶液處理15min 后效果對比圖片。從圖中可以看出，經(jīng)過本發(fā)明產(chǎn)物復(fù)合吸附材料和市售活性炭的吸附處 理，硫酸銅溶液的吸光度均由0. 413降為0. 25,顯示了良好的吸附特性。
[0030] 圖4為本發(fā)明實施例制備的復(fù)合吸附材料與市售活性炭對實際焦化廢水處理 15min后效果對比圖片。從圖中可以看出，本發(fā)明產(chǎn)物復(fù)合吸附材料對實際焦化廢水同樣具 有與市售活性炭相似的吸附效果。
[0031] 實施例1-3制備的復(fù)合吸附材料的性能對比見表1。
[0032] 表1三種實施例獲得的復(fù)合吸附材料對亞甲藍(lán)溶液的吸附性能
[0033]

【權(quán)利要求】
1. 本發(fā)明一種秸桿和煤矸石共制備復(fù)合吸附材料，其特征在于所述復(fù)合吸附材料的制 備方法如下：以農(nóng)作物秸桿和煤矸石作為原材料，首先分別通過干燥，破碎，篩分獲得一定 粒度范圍的粉狀物料，然后按照一定的比例將二者均勻混合，放入坩堝并壓實，在馬弗爐中 進(jìn)行煅燒處理，即獲得復(fù)合吸附材料成品。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的本發(fā)明一種秸桿和煤矸石共制備復(fù)合吸附材料，其特征在所 述的一定粒度范圍的粉狀秸桿尺寸為150-550um，煤矸石的粒度為75-380um。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的本發(fā)明一種秸桿和煤矸石共制備復(fù)合吸附材料，所述的按照 一定的比例將二者均勻混合，具體的秸桿和煤矸石的混合質(zhì)量比為90-60:10-40。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的本發(fā)明一種秸桿和煤矸石共制備復(fù)合吸附材料，所述的在馬 弗爐中進(jìn)行煅燒處理，具體處理制度為以12_15°C /min的升溫速率升溫，于500-600°C保溫 30-40min，800-850 ? 保溫 60-70min。
【文檔編號】B01J20/30GK104289182SQ201410583341
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2014年10月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月27日
【發(fā)明者】徐初陽, 王艷芬, 章龍勝, 周歡歡, 程詳, 侯斗, 吳曉飛, 袁飛 申請人:安徽理工大學(xué)