一種基于秸稈和煤矸石的復(fù)合吸附材料及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于秸稈和煤矸石的復(fù)合吸附材料，包括秸稈和煤矸石，所述秸稈和煤矸石的質(zhì)量比為75:25。復(fù)合吸附材料以秸稈和煤矸石作為原材料，通過干燥，破碎，篩分獲得粉狀物料，秸稈尺寸為150um，煤矸石的尺寸為75um；將秸稈和煤矸石按照質(zhì)量比75:25均勻混合，再放入坩堝并壓實；在馬弗爐中進(jìn)行煅燒處理：以15℃/min的升溫速率升溫，于500℃保溫30min，再于815℃保溫60min，即獲得復(fù)合吸附材料成品。本發(fā)明的一種基于秸稈和煤矸石的復(fù)合吸附材料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】
一種基于秸稈和煤矸石的復(fù)合吸附材料及其制備方法
[0001] 本申請是發(fā)明名稱為一種秸桿和煤矸石共制備復(fù)合吸附材料的制備方法，申請?zhí)?為201410583341.6(申請日2014年10月27日）的分案申請。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002] 本發(fā)明屬于固體廢棄物的資源化利用領(lǐng)域，具體涉及一種基于秸桿和煤矸石的復(fù) 合吸附材料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0003] 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。
[0004] 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 之倶增。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】

[0005] 本發(fā)明的目的在于提供一種基于秸桿和煤矸石的復(fù)合吸附材料及其制備方法，投 資成本低，污水凈化效果顯著。
[0006] 本發(fā)明提供了一種基于秸桿和煤矸石的復(fù)合吸附材料，包括秸桿和煤矸石，所述 秸桿和煤矸石的質(zhì)量比為75:25,該復(fù)合吸附材料以秸桿和煤矸石作為原材料，通過干燥， 破碎，篩分獲得粉狀物料，秸桿尺寸為150um，煤矸石的尺寸為75um;將秸桿和煤矸石按照質(zhì) 量比75:25均勻混合，再放入坩堝并壓實；在馬弗爐中進(jìn)行煅燒處理：以15°C/min的升溫速 率升溫，于500°C保溫30min，再于815°C保溫60min，即獲得復(fù)合吸附材料成品。
[0007] 本發(fā)明還公開了一種基于秸桿和煤矸石的復(fù)合吸附材料的制備方法，包括如下步 驟：
[0008] (1)以秸桿和煤矸石作為原材料，通過干燥，破碎，篩分獲得粉狀物料，秸桿尺寸為 150um，煤矸石的尺寸為75um;
[0009] (2)將秸桿和煤矸石按照質(zhì)量比75:25均勻混合，再放入坩堝并壓實；
[0010] (3)將進(jìn)過步驟(2)處理過的混合物在馬弗爐中進(jìn)行煅燒處理：以15°C/min的升溫 速率升溫，于500°C保溫30min，再于815°C保溫60min，即獲得復(fù)合吸附材料成品。
[0011] 與現(xiàn)有的復(fù)合吸附材料及其制備方法相比，本發(fā)明的有益效果在于：
[0012] (1)本發(fā)明一種基于秸桿和煤矸石的復(fù)合吸附材料及其制備方法，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。
[0013] (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)相比， 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。
[0014] (3)與市售的木質(zhì)活性炭相比，本發(fā)明的一種基于秸桿和煤矸石的復(fù)合吸附材料 對有機(jī)染料廢水顯示出了乎同等優(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。
[0015] (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。
【附圖說明】
[0016] 圖1為本發(fā)明復(fù)合吸附材料的SEM圖片；
[0017]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；
[0018] 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；
[0019] 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】：
[0020] 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。
[0021] 實施例1:
[0022] 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。
[0023] 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0.14。
[0024] 實施例2:
[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。
[0026] 實施例3:
[0027]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。
[0028]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。
[0029]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)。
[0030] 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。
[0031] 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〇..413降為0.25,顯示了良好的吸附特性。
[0032] 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。
[0033] 實施例1-3制備的復(fù)合吸附材料的性能對比見表1。
[0034]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
[0035]
【主權(quán)項】
1. 一種基于秸桿和煤矸石的復(fù)合吸附材料，其特征在于，包括秸桿和煤矸石，所述秸桿 和煤矸石的質(zhì)量比為75:25; 該復(fù)合吸附材料以秸桿和煤矸石作為原材料，通過干燥，破碎，篩分獲得粉狀物料，秸 桿尺寸為150um，煤矸石的尺寸為75um;將秸桿和煤矸石按照質(zhì)量比75: 25均勻混合，再放入 坩堝并壓實;在馬弗爐中進(jìn)行煅燒處理：以15°C/min的升溫速率升溫，于500°C保溫30min， 再于815°C保溫60min，即獲得復(fù)合吸附材料成品。2. -種基于秸桿和煤矸石的復(fù)合吸附材料的制備方法，其特征在于，包括如下步驟： (1) 以秸桿和煤矸石作為原材料，通過干燥，破碎，篩分獲得粉狀物料，秸桿尺寸為 150um，煤矸石的尺寸為75um; (2) 將秸桿和煤矸石按照質(zhì)量比75:25均勻混合，再放入坩堝并壓實； (3) 將進(jìn)過步驟(2)處理過的混合物在馬弗爐中進(jìn)行煅燒處理：以15°C/min的升溫速率 升溫，于500°C保溫30min，再于815°C保溫60min，即獲得復(fù)合吸附材料成品。
【文檔編號】C02F1/28GK105854808SQ201610428775
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2014年10月27日
【發(fā)明人】程詳, 王艷芬, 徐初陽
【申請人】安徽理工大學(xué)