一种以工业固废物为活性原料的球形多孔污水处理吸附剂的制备方法与流程

1.本发明涉及固废物资源化利用技术领域，具体是涉及一种以工业固废物为活性原料的球形多孔污水处理吸附剂的制备方法。


背景技术：

2.电石渣浆的含水量大、碱性高，且流量大，是污水管网的重点污染源。干电石渣的主要成分是氧化钙(约占64％～67％，是高碱性物质，ph值可达14)。目前，由于电石渣的主要成分是氢氧化钙，利用电石渣可以代替石灰石制水泥、生产生石灰用作电石原料、生产化工产品、生产建筑材料等。例如，授权公告号为cn111574078b的发明专利《利用电石渣激发粉煤灰
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赤泥基地聚合物及其制备方法》利用粉煤灰、赤泥、电石渣和砂制备出一种新的地聚合物，大量取代硅酸盐水泥，变废为宝，保护环境的同时降低了生产成本。然而，电石渣的利用主要是其碱性成分，以此制备粉煤灰地质聚合物成本较高。此外，目前在环境治理中也是利用电石渣呈碱性这一化学特性来对酸性废水进行中和处理，对于其他组分未加以利用。


技术实现要素：

3.本发明的目的是为了克服上述背景技术的不足，提供一种以工业固废物为活性原料的球形多孔污水处理吸附剂的制备方法。本发明的方法针对重金属废水，以资源化工业固废物粉煤灰和电石渣为目标，双氧水为发泡剂，电石渣和碱激发剂协同聚合制备电石渣
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粉煤灰基地质聚合物多孔吸附材料。其中，电石渣既是原料也是碱性活性激发剂，将有利于降低粉煤灰地质聚合物的成本，达到以废治废，成本低廉，绿色环保的目的。
4.为达到本发明的目的，本发明将粉煤灰和电石渣按照一定比例混合制得地质聚合物浆料，再加入适量水玻璃为激发剂，采用h2o2和k12(十二烷基硫酸钠)复配作为发泡剂，得到密度降低的发泡浆料，将其滴入硅油中可利用表面张力成球，成球的同时发生地质聚合物的高温快速缩聚反应固化，制备得到球形的多孔电石渣
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粉煤灰基地质聚合物。
5.具体地，本发明以工业固废物为活性原料的球形多孔污水处理吸附剂的制备方法包括以下步骤：
6.(1)搅拌水玻璃的水溶液，静置冷却后加入到粉煤灰和电石渣的混合物中，加入十二烷基硫酸钠和蒸馏水，搅拌后取质量占比为0.5～4.5％的h2o2加入，搅拌得混合浆料；
7.(2)将所得混合浆料滴加在60
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70℃恒温硅油中0.5
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1.5h后取出，用蒸馏水冲洗后于干燥箱中密封养护，养护完成后脱去密封膜在室温自然固化，得到球形多孔电石渣
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粉煤灰基地质聚合物制品，即为以工业固废物为活性原料的球形多孔污水处理吸附剂。
8.进一步地，在本发明的一些实施方式中，所述十二烷基硫酸钠和蒸馏水的质量比为2
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4：1。
9.优选地，在本发明的一些实施方式中，所述步骤(1)中取质量占比为2.5～4.5％的
h2o2加入。
10.进一步地，在本发明的一些实施方式中，所述水玻璃模数(m)为1.0
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1.4。
11.进一步地，在本发明的一些实施方式中，所述水玻璃水溶液中水玻璃的质量分数为15
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30％。
12.进一步地，在本发明的一些实施方式中，所述水玻璃在1000
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1400r/min条件下搅拌2
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10min。
13.进一步地，在本发明的一些实施方式中，所述粉煤灰与电石渣质量比分别为1
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4：1
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4。
14.进一步地，在本发明的一些实施方式中，所述十二烷基硫酸钠和蒸馏水加入后在1000
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1400r/min条件下搅拌3
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10min。
15.进一步地，在本发明的一些实施方式中，所述步骤(2)中密封养护3
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5h，养护温度为55
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65℃。
16.进一步地，在本发明的一些实施方式中，所述步骤(1)中十二烷基硫酸钠与粉煤灰的质量比为2
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5：1。
17.与现有技术相比，本发明的优点如下：
18.(1)本发明采用工业废渣粉煤灰和电石渣为原料，制备出新型多孔球形地质聚合物，变废为宝，以废治废，成本低廉、工艺简单，保护环境的同时降低了污水处理的成本，在技术上为固废物的资源化和高值化应用提供了重要的借鉴。
19.(2)粉煤灰的关键元素为si、al(sio2和al2o3，约占3/4)，具有火山灰特性；电石渣主要成分为ca(oh)2，其中的钙离子可以形成c
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s
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h凝胶来进一步加强粉煤灰的火山灰活性，促进凝胶的形成。将粉煤灰和电石渣按照一定比例混合制得地质聚合物浆料，再加入适量水玻璃为激发剂，采用h2o2和k12(十二烷基硫酸钠)复配作为发泡剂，得到密度降低的发泡浆料，将其滴入硅油中成球，制备得到的球形多孔电石渣
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粉煤灰基地质聚合物具备良好的吸附性能。
具体实施方式
20.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。应当理解，以下描述仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
21.本文中所用的术语“包含”、“包括”、“具有”、“含有”或其任何其它变形，意在覆盖非排它性的包括。例如，包含所列要素的组合物、步骤、方法、制品或装置不必仅限于那些要素，而是可以包括未明确列出的其它要素或此种组合物、步骤、方法、制品或装置所固有的要素。
22.当量、浓度、或者其它值或参数以范围、优选范围、或一系列上限优选值和下限优选值限定的范围表示时，这应当被理解为具体公开了由任何范围上限或优选值与任何范围下限或优选值的任一配对所形成的所有范围，而不论该范围是否单独公开了。例如，当公开了范围“1至5”时，所描述的范围应被解释为包括范围“1至4”、“1至3”、“1至2”、“1至2和4至5”、“1至3和5”等。当数值范围在本文中被描述时，除非另外说明，否则该范围意图包括其端
值和在该范围内的所有整数和分数。
23.此外，下面所描述的术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不是必须针对相同的实施例或示例。而且，本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
24.实施例1
25.水玻璃(m＝1.2)＝25％，水＝6.5g，其在1200r/min下机械搅拌8分钟，静置冷却后加入粉煤灰10g和电石渣6.7g得到混合浆料，加入19.50g十二烷基硫酸钠和6.50g蒸馏水，1200r/min机械搅拌5min，取质量占比为4.5％的h2o2滴加到混合浆料中搅拌，约2min后产生大量气泡，浆料在搅拌下逐渐变为蓬松，10min后，用注射器针头注射浆料滴加于65℃恒温硅油中固化1h，取出后用蒸馏水冲洗后于干燥箱中密封养护4h，养护温度60℃。养护完成后脱去密封膜再室温自然固化48h，得到球形多孔电石渣
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粉煤灰基地质聚合物，所得制品的粒径约为5mm。
26.实施例2
27.水玻璃(m＝1.0)＝15％，水＝6.5g，其在1200r/min下机械搅拌8分钟，静置冷却后加入粉煤灰6.5g和电石渣10.0g得到混合浆料，加入13.50g十二烷基硫酸钠和6.50g蒸馏水，1200r/min机械搅拌5min，取质量占比为3.5％的h2o2滴加到混合浆料中搅拌，约2min后产生大量气泡，浆料在搅拌下逐渐变为蓬松，10min后，用注射器针头注射浆料滴加于65℃恒温硅油中固化1h，取出后用蒸馏水冲洗后于干燥箱中密封养护4h，养护温度60℃。养护完成后脱去密封膜再室温自然固化48h，得到球形多孔电石渣
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粉煤灰基地质聚合物，所得制品的粒径约为5mm。
28.实施例3
29.水玻璃(m＝1.4)＝30％，水＝6.5g，其在1200r/min下机械搅拌8分钟，静置冷却后加入粉煤灰10g和电石渣2.5g得到混合浆料，加入26g十二烷基硫酸钠和6.50g蒸馏水，1200r/min机械搅拌5min，取质量占比为2.5％的h2o2滴加到混合浆料中搅拌，约2min后产生大量气泡，浆料在搅拌下逐渐变为蓬松，10min后，用注射器针头注射浆料滴加于65℃恒温硅油中固化1h，取出后用蒸馏水冲洗后于干燥箱中密封养护4h，养护温度60℃。养护完成后脱去密封膜再室温自然固化48h，得到球形多孔电石渣
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粉煤灰基地质聚合物，所得制品的粒径约为5mm。
30.对比例1
31.水玻璃(m＝1.2)＝25％，水＝6.5g，其在1200r/min下机械搅拌8分钟，静置冷却后加入粉煤灰10g和电石渣6.7g得到混合浆料，加入19.50g十二烷基硫酸钠和6.50g蒸馏水，1200r/min机械搅拌5min，取质量占比为0.5％的h2o2滴加到混合浆料中搅拌，约2min后产生大量气泡，浆料在搅拌下逐渐变为蓬松，10min后，用注射器针头注射浆料滴加于65℃恒温硅油中固化1h，取出后用蒸馏水冲洗后于干燥箱中密封养护4h，养护温度60℃。养护完成后脱去密封膜再室温自然固化48h，得到球形多孔电石渣
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粉煤灰基地质聚合物，所得制品的粒径约为4mm。
32.对比例2
33.水玻璃(m＝1.2)＝25％，水＝6.5g，其在1200r/min下机械搅拌8分钟，静置冷却后加入粉煤灰10g和电石渣6.7g得到混合浆料，加入19.50g十二烷基苯磺酸钠和6.50g蒸馏水，1200r/min机械搅拌5min，取质量含量为4.5％的h2o2滴加到混合浆料中搅拌，约2min后产生大量气泡，浆料在搅拌下逐渐变为蓬松，10min后，用注射器针头注射浆料滴加于65℃恒温硅油中固化1h，取出后用蒸馏水冲洗后于干燥箱中密封养护4h，养护温度60℃。养护完成后脱去密封膜再室温自然固化48h，得到球形多孔电石渣
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粉煤灰基地质聚合物，所得制品的粒径约为4mm。
34.效果实施例
35.取0.05g亚甲基蓝，配置成100ml溶液，准备5个100ml容量瓶，分别将提前配置好的溶液取0.5ml、1ml、1.5ml、2ml、2.5ml加入100ml容量瓶中，制得标准溶液并于λ
max
＝664nm处测其吸光度(a)，绘制标准曲线。配制吸附用亚甲基蓝水溶液50ml，c＝10mg/l，最后将样品放入待吸附的溶液中浸入1、1.5、2、2.5、3、3.5、4、5、6(h)后停止搅拌，用胶头滴管取上清液放入紫外分光光度计中，进行吸光度的测定。发泡材料的吸附量与吸附时间如表1所示。
36.表1发泡材料的吸附量与吸附时间
[0037][0038][0039]
本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。