CN110496606A - 一种新型除汞材料的合成制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种新型除汞材料的合成制备方法，具体涉及除汞材料的合成制备技术领域，所使用原料(按重量份数计)包括粉煤灰70‑80份、果壳10‑20份、椰壳10‑15份、枣壳10‑20份、南洋杉8‑10份、水杉10‑15份、落叶松10‑15份以及玻璃纤维6‑8份，所述辅料按重量份数计包括煤焦油8‑10份、盐酸6‑8份以及蒸馏水50‑60份。本发明通过微孔结构吸附汞等有害物质，同时通过增加南洋杉、水杉以及落叶松等针叶植物，针叶植物对汞有较强的生物富集作用，故有效提高制备的除汞材料中对于汞的吸附能力，有效提高除汞效果，并且制备的除汞材料不仅原料易于获取，制作成本较低，且操作简单灵活，另外不存在二次污染问题。
Description
技术领域
本发明涉及除汞材料的合成制备技术领域，更具体地说，本发明涉及一种新型除汞材料的合成制备方法。
背景技术
汞污染是指由汞或含汞化合物所引起的环境污染，汞污染的来源主要分为自然来源和人为来源，人为来源有80％是以元素汞蒸气的形式向大气排放的，主要来自于燃料燃烧、采矿、冶炼、垃圾焚烧等途径，另外有15％通过施肥、农药、生活废弃物等途径进入土壤，还有5％以工业废水的形式进入了水体，汞是环境中毒性最强的重金属元素之一，各种汞化合物的毒性差别很大，无机汞中的升汞是剧毒物质，有机汞中的苯基汞分解较快，毒性不大，而甲基汞进入人体很容易被吸收，不易降解，排泄很慢，特别是容易在脑中积累，毒性最大，汞及其化合物的用途非常广泛，主要用于化工、冶金、电子、轻工、医药、医疗器械等多种行业，在汞的总用量中，金属汞占30％，化合物状态的汞约占70％，汞可用作许多金属的溶剂，生成汞齐，冶金工业常用汞齐法提取金、银和铊等金属，化学工业用汞作阴极以电解食盐溶液制取烧碱和氧气。
工业产物中的汞可使用活性炭进行吸附，活性炭是一种黑色多孔的固体炭质，由煤通过粉碎、成型或用均匀的煤粒经炭化、活化生产，主要成分为碳，具有很强的吸附性能，为用途极广的一种工业吸附剂，但是现有技术中在烟气脱汞以及污水除汞中,活性炭的吸附效率较低，进而容易导致除汞效果较差。
发明内容
为了克服现有技术的上述缺陷，本发明的实施例提供一种新型除汞材料的合成制备方法，通过制备的除汞材料的表面积大，孔隙多，可以直接利用微孔结构吸附汞等有害物质，同时通过增加南洋杉、水杉以及落叶松等针叶植物，针叶植物对汞有较强的生物富集作用，故有效提高制备的除汞材料中对于汞的吸附能力，有效提高除汞效果，并且制备的除汞材料不仅原料易于获取，制作成本较低，且操作简单灵活，另外对于吸附的难以被降解的物质可以直接将除汞材料进行填埋，以防对水体等的再次污染，不存在二次污染问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种新型除汞材料，所使用原料(按重量份数计)包括粉煤灰70-80份、果壳10-20份、椰壳10-15份、枣壳10-20份、南洋杉8-10份、水杉10-15份、落叶松10-15份以及玻璃纤维6-8份，所述辅料按重量份数计包括煤焦油8-10份、盐酸6-8份以及蒸馏水50-60份。
在一个优选地实施方式中，所述使用原料(按重量份数计)包括粉煤灰70份、果壳10份、椰壳10份、枣壳10份、南洋杉8份、水杉10份、落叶松10份以及玻璃纤维6份，所述辅料按重量份数计包括煤焦油8份、盐酸6份以及蒸馏水50份。
在一个优选地实施方式中，所述使用原料(按重量份数计)包括粉煤灰75份、果壳15份、椰壳12.5份、枣壳15份、南洋杉9份、水杉12.5份、落叶松12.5份以及玻璃纤维7份，所述辅料按重量份数计包括煤焦油9份、盐酸7份以及蒸馏水55份。
在一个优选地实施方式中，所述使用原料(按重量份数计)包括粉煤灰80份、果壳20份、椰壳15份、枣壳20份、南洋杉10份、水杉15份、落叶松15份以及玻璃纤维8份，所述辅料按重量份数计包括煤焦油10份、盐酸8份以及蒸馏水60份。
本发明还包括一种新型除汞材料的合成制备方法，具体制备步骤如下：
S1、原料准备：按照以上重量份的配比，准备粉煤灰、果壳、椰壳、枣壳、南洋杉、水杉、落叶松、煤焦油、盐酸以及蒸馏水；
S2、清洗：将果壳、椰壳、枣壳、南洋杉、水杉以及落叶松分开使用温水浸泡，然后再使用清水冲洗，重复冲洗三次，清洗后使用烘干机进行烘干；
S3、研磨：将粉煤灰输送至研磨室研磨成煤粉，然后再将果壳、椰壳、枣壳研磨成粉末，最后将南洋杉、水杉以及落叶松一起研磨成粉末；
S4、混合：将研磨的粉末以及玻璃纤维全部加入搅拌机搅拌混合，同时将煤焦油加热，然后将加热后的煤焦油加入搅拌机，同时对搅拌机加热，使粉末与煤焦油充分的混合，使得煤焦油将粉末充分包裹，赋予混合料一定的塑性和流动性；
S5、成型：将混合料放入成型机中挤压成型；
S6、炭化：将成型后的混合料加入炭化炉中，然后将炭化炉加热对混合料进行预热干燥，然后再将炭化炉加热对混合料进行炭化，使混合料中的水分排出，并形成具有较高稳定性的炭化产物；
S7、活化：将炭化产物取出输送至活化炉中，将活化炉加热，并注入水蒸气作为活化剂进行活化反应，使炭化产物原有的孔隙不断扩大，相邻微孔之间的孔壁被烧失而形成较大的孔隙，进而扩大炭化产物的比表面积；
S8、酸洗：使用盐酸对冷却后的产物进行酸洗，除去其中的杂质，然后再使用蒸馏水对酸洗后的产物进行水洗，使其PH值保持中性；
S9、干燥：对水洗后的产物进行干燥，从而制成除汞材料产品。
在一个优选地实施方式中，在步骤S4中将煤焦油加热至90-95℃，
在一个优选地实施方式中，在步骤S4中搅拌机温度保持在70-90℃，粉末与煤焦油混合时间为15-20min。
在一个优选地实施方式中，在步骤S6中炭化炉预热温度为190-210℃，炭化炉炭化温度为350-550℃。
本发明的技术效果和优点：
1、本发明制备的除汞材料，由于其表面积大，孔隙多，故不需要添加任何的絮凝剂和氧化剂等化学试剂，就直接可以利用微孔结构吸附汞等有害物质，同时通过增加南洋杉、水杉以及落叶松等针叶植物，针叶植物能够从沉积物中吸收、富集汞等重金属，对汞有较强的生物富集作用，故有效提高制备的除汞材料中对于汞的吸附能力，有效提高除汞效果，并且本发明制备的除汞材料不仅原料易于获取，制作成本较低，且吸附时没有太高的技术要求，操作简单灵活，另外对于吸附的难以被降解的物质可以直接将除汞材料进行填埋，以防对水体等的再次污染，不存在二次污染问题；
2、本发明通过增加玻璃纤维，由于玻璃纤维抗拉强度大，耐热性好，温度达300℃时对强度没影响，并且有优良的电绝缘性，是高级的电绝缘材料，同时玻璃纤维抗腐蚀性好，只能被浓碱、氢氟酸和浓磷酸腐蚀，故能够有效提高制备的除汞材料的机械强度，有效提高除汞材料的稳定性。
具体实施方式
下面将结合本发明中的实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：
本发明提供了一种新型除汞材料，所使用原料(按重量份数计)包括粉煤灰70-80份、果壳10-20份、椰壳10-15份、枣壳10-20份、南洋杉8-10份、水杉10-15份、落叶松10-15份以及玻璃纤维6-8份，所述辅料按重量份数计包括煤焦油8-10份、盐酸6-8份以及蒸馏水50-60份。
而具体到实施例中：所述使用原料(按重量份数计)包括粉煤灰70份、果壳10份、椰壳10份、枣壳10份、南洋杉8份、水杉10份、落叶松10份以及玻璃纤维6份，所述辅料按重量份数计包括煤焦油8份、盐酸6份以及蒸馏水50份。
一种新型除汞材料的合成制备方法，具体制备步骤如下：
S1、原料准备：按照以上重量份的配比，准备粉煤灰、果壳、椰壳、枣壳、南洋杉、水杉、落叶松、煤焦油、盐酸以及蒸馏水；
S2、清洗：将果壳、椰壳、枣壳、南洋杉、水杉以及落叶松分开使用温水浸泡，然后再使用清水冲洗，重复冲洗三次，清洗后使用烘干机进行烘干；
S3、研磨：将粉煤灰输送至研磨室研磨成煤粉，然后再将果壳、椰壳、枣壳研磨成粉末，最后将南洋杉、水杉以及落叶松一起研磨成粉末；
S4、混合：将研磨的粉末以及玻璃纤维全部加入搅拌机搅拌混合，同时将煤焦油加热至90℃，然后将加热后的煤焦油加入搅拌机，同时对搅拌机加热，使搅拌机温度保持在70℃，使粉末与煤焦油充分的混合，混合时间为15min，使得煤焦油将粉末充分包裹，赋予混合料一定的塑性和流动性；
S5、成型：将混合料放入成型机中挤压成型；
S6、炭化：将成型后的混合料加入炭化炉中，然后将炭化炉加热至190℃对混合料进行预热干燥，然后再将炭化炉加热至350℃对混合料进行炭化，使混合料中的水分排出，并形成具有较高稳定性的炭化产物；
S7、活化：将炭化产物取出输送至活化炉中，将活化炉加热，并注入水蒸气作为活化剂进行活化反应，使炭化产物原有的孔隙不断扩大，相邻微孔之间的孔壁被烧失而形成较大的孔隙，进而扩大炭化产物的比表面积；
S8、酸洗：使用盐酸对冷却后的产物进行酸洗，除去其中的杂质，然后再使用蒸馏水对酸洗后的产物进行水洗，使其PH值保持中性；
S9、干燥：对水洗后的产物进行干燥，从而制成除汞材料产品。
实施例2：
本发明提供了一种新型除汞材料，所使用原料(按重量份数计)包括粉煤灰70-80份、果壳10-20份、椰壳10-15份、枣壳10-20份、南洋杉8-10份、水杉10-15份、落叶松10-15份以及玻璃纤维6-8份，所述辅料按重量份数计包括煤焦油8-10份、盐酸6-8份以及蒸馏水50-60份。
而具体到实施例中：所述使用原料(按重量份数计)包括粉煤灰75份、果壳15份、椰壳12.5份、枣壳15份、南洋杉9份、水杉12.5份、落叶松12.5份以及玻璃纤维7份，所述辅料按重量份数计包括煤焦油9份、盐酸7份以及蒸馏水55份。
一种新型除汞材料的合成制备方法，具体制备步骤如下：
S1、原料准备：按照以上重量份的配比，准备粉煤灰、果壳、椰壳、枣壳、南洋杉、水杉、落叶松、煤焦油、盐酸以及蒸馏水；
S2、清洗：将果壳、椰壳、枣壳、南洋杉、水杉以及落叶松分开使用温水浸泡，然后再使用清水冲洗，重复冲洗三次，清洗后使用烘干机进行烘干；
S3、研磨：将粉煤灰输送至研磨室研磨成煤粉，然后再将果壳、椰壳、枣壳研磨成粉末，最后将南洋杉、水杉以及落叶松一起研磨成粉末；
S4、混合：将研磨的粉末以及玻璃纤维全部加入搅拌机搅拌混合，同时将煤焦油加热至92.5℃，然后将加热后的煤焦油加入搅拌机，同时对搅拌机加热，使搅拌机温度保持在80℃，使粉末与煤焦油充分的混合，混合时间为17.5min，使得煤焦油将粉末充分包裹，赋予混合料一定的塑性和流动性；
S5、成型：将混合料放入成型机中挤压成型；
S6、炭化：将成型后的混合料加入炭化炉中，然后将炭化炉加热至200℃对混合料进行预热干燥，然后再将炭化炉加热至450℃对混合料进行炭化，使混合料中的水分排出，并形成具有较高稳定性的炭化产物；
S7、活化：将炭化产物取出输送至活化炉中，将活化炉加热，并注入水蒸气作为活化剂进行活化反应，使炭化产物原有的孔隙不断扩大，相邻微孔之间的孔壁被烧失而形成较大的孔隙，进而扩大炭化产物的比表面积；
S8、酸洗：使用盐酸对冷却后的产物进行酸洗，除去其中的杂质，然后再使用蒸馏水对酸洗后的产物进行水洗，使其PH值保持中性；
S9、干燥：对水洗后的产物进行干燥，从而制成除汞材料产品。
实施例3：
本发明提供了一种新型除汞材料，所使用原料(按重量份数计)包括粉煤灰70-80份、果壳10-20份、椰壳10-15份、枣壳10-20份、南洋杉8-10份、水杉10-15份、落叶松10-15份以及玻璃纤维6-8份，所述辅料按重量份数计包括煤焦油8-10份、盐酸6-8份以及蒸馏水50-60份。
而具体到实施例中：所述使用原料(按重量份数计)包括粉煤灰80份、果壳20份、椰壳15份、枣壳20份、南洋杉10份、水杉15份、落叶松15份以及玻璃纤维8份，所述辅料按重量份数计包括煤焦油10份、盐酸8份以及蒸馏水60份。
一种新型除汞材料的合成制备方法，具体制备步骤如下：
S1、原料准备：按照以上重量份的配比，准备粉煤灰、果壳、椰壳、枣壳、南洋杉、水杉、落叶松、煤焦油、盐酸以及蒸馏水；
S2、清洗：将果壳、椰壳、枣壳、南洋杉、水杉以及落叶松分开使用温水浸泡，然后再使用清水冲洗，重复冲洗三次，清洗后使用烘干机进行烘干；
S3、研磨：将粉煤灰输送至研磨室研磨成煤粉，然后再将果壳、椰壳、枣壳研磨成粉末，最后将南洋杉、水杉以及落叶松一起研磨成粉末；
S4、混合：将研磨的粉末以及玻璃纤维全部加入搅拌机搅拌混合，同时将煤焦油加热至95℃，然后将加热后的煤焦油加入搅拌机，同时对搅拌机加热，使搅拌机温度保持在90℃，使粉末与煤焦油充分的混合，混合时间为20min，使得煤焦油将粉末充分包裹，赋予混合料一定的塑性和流动性；
S5、成型：将混合料放入成型机中挤压成型；
S6、炭化：将成型后的混合料加入炭化炉中，然后将炭化炉加热至210℃对混合料进行预热干燥，然后再将炭化炉加热至550℃对混合料进行炭化，使混合料中的水分排出，并形成具有较高稳定性的炭化产物；
S7、活化：将炭化产物取出输送至活化炉中，将活化炉加热，并注入水蒸气作为活化剂进行活化反应，使炭化产物原有的孔隙不断扩大，相邻微孔之间的孔壁被烧失而形成较大的孔隙，进而扩大炭化产物的比表面积；
S8、酸洗：使用盐酸对冷却后的产物进行酸洗，除去其中的杂质，然后再使用蒸馏水对酸洗后的产物进行水洗，使其PH值保持中性；
S9、干燥：对水洗后的产物进行干燥，从而制成除汞材料产品。
实施例4：
分别取上述实施例1-3所制得的除汞材料对90份具有相同汞含量的水质进行吸附，每30份为一组，分三组分别试用三个实施例中制备的除汞材料，同时对三个实施例中制备的除汞材料的抗拉伸强度进行测试，测试后，得到以下数据：
由上表可知，实施例2中原料配合比例适中，制备的除汞材料具有优异的除汞性能，并且抗拉强度明显提高，除汞材料的稳定性好。
最后：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种新型除汞材料，其特征在于：所使用原料(按重量份数计)包括粉煤灰70-80份、果壳10-20份、椰壳10-15份、枣壳10-20份、南洋杉8-10份、水杉10-15份、落叶松10-15份以及玻璃纤维6-8份，所述辅料按重量份数计包括煤焦油8-10份、盐酸6-8份以及蒸馏水50-60份。
2.根据权利要求1所述的一种新型除汞材料，其特征在于：所述使用原料(按重量份数计)包括粉煤灰70份、果壳10份、椰壳10份、枣壳10份、南洋杉8份、水杉10份、落叶松10份以及玻璃纤维6份，所述辅料按重量份数计包括煤焦油8份、盐酸6份以及蒸馏水50份。
3.根据权利要求1所述的一种新型除汞材料，其特征在于：所述使用原料(按重量份数计)包括粉煤灰75份、果壳15份、椰壳12.5份、枣壳15份、南洋杉9份、水杉12.5份、落叶松12.5份以及玻璃纤维7份，所述辅料按重量份数计包括煤焦油9份、盐酸7份以及蒸馏水55份。
4.根据权利要求1所述的一种新型除汞材料，其特征在于：所述使用原料(按重量份数计)包括粉煤灰80份、果壳20份、椰壳15份、枣壳20份、南洋杉10份、水杉15份、落叶松15份以及玻璃纤维8份，所述辅料按重量份数计包括煤焦油10份、盐酸8份以及蒸馏水60份。
5.一种新型除汞材料的合成制备方法，其特征在于：具体制备步骤如下：
S1、原料准备：按照以上重量份的配比，准备粉煤灰、果壳、椰壳、枣壳、南洋杉、水杉、落叶松、煤焦油、盐酸以及蒸馏水；
S2、清洗：将果壳、椰壳、枣壳、南洋杉、水杉以及落叶松分开使用温水浸泡，然后再使用清水冲洗，重复冲洗三次，清洗后使用烘干机进行烘干；
S3、研磨：将粉煤灰输送至研磨室研磨成煤粉，然后再将果壳、椰壳、枣壳研磨成粉末，最后将南洋杉、水杉以及落叶松一起研磨成粉末；
S4、混合：将研磨的粉末以及玻璃纤维全部加入搅拌机搅拌混合，同时将煤焦油加热，然后将加热后的煤焦油加入搅拌机，同时对搅拌机加热，使粉末与煤焦油充分的混合，使得煤焦油将粉末充分包裹，赋予混合料一定的塑性和流动性；
S5、成型：将混合料放入成型机中挤压成型；
S6、炭化：将成型后的混合料加入炭化炉中，然后将炭化炉加热对混合料进行预热干燥，然后再将炭化炉加热对混合料进行炭化，使混合料中的水分排出，并形成具有较高稳定性的炭化产物；
S7、活化：将炭化产物取出输送至活化炉中，将活化炉加热，并注入水蒸气作为活化剂进行活化反应，使炭化产物原有的孔隙不断扩大，相邻微孔之间的孔壁被烧失而形成较大的孔隙，进而扩大炭化产物的比表面积；
S8、酸洗：使用盐酸对冷却后的产物进行酸洗，除去其中的杂质，然后再使用蒸馏水对酸洗后的产物进行水洗，使其PH值保持中性；
S9、干燥：对水洗后的产物进行干燥，从而制成除汞材料产品。
6.根据权利要求5所述的一种新型除汞材料的合成制备方法，其特征在于：在步骤S4中将煤焦油加热至90-95℃。
7.根据权利要求5所述的一种新型除汞材料的合成制备方法，其特征在于：在步骤S4中搅拌机温度保持在70-90℃，粉末与煤焦油混合时间为15-20min。
8.根据权利要求5所述的一种新型除汞材料的合成制备方法，其特征在于：在步骤S6中炭化炉预热温度为190-210℃，炭化炉炭化温度为350-550℃。
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