特钢钢渣基生物质活性炭的制备方法及其应用技术

本发明专利技术公开了一种特钢钢渣基生物质活性炭的制备方法及其应用，以特钢钢渣及核桃壳为原料，经粉碎、酸催化、混匀、活化、焙烧，制得可用于吸收氯气的特钢钢渣基生物质活性炭。本发明专利技术方法简单、生产成本较低，有助于节约木材资源、促进废弃特钢钢渣及核桃壳的高附加值资源化利用。本发明专利技术适用于制备可吸收氯气的特钢钢渣基生物质活性炭。

【技术实现步骤摘要】
特钢钢渣基生物质活性炭的制备方法及其应用
本专利技术属于节能环保
，具体地说是一种特钢钢渣基生物质活性炭的制备方法及应用。
技术介绍
氯气是一种剧毒气体，具有强氧化性及腐蚀性，其沸点极低，常温下为气态。发生泄漏后，氯气通常会形成毒气云团，随着空气的流动向周围传播，污染空气、水源及环境，从而危害居民的生产、生活，且其危害具有持久性。针对氯气的泄漏，目前多采用碱液进行吸收的应对方式，但这种方式适于紧急处理氯气的大量泄漏，对于氯气泄漏的后续处理及日常存放过程中氯气的微量释放并不适用，因此，急需研究一种吸收氯气的材料。
技术实现思路
本专利技术的目的，是要提供一种用于吸收氯气的特钢钢渣基生物质活性炭的制备方法；本专利技术的另一个目的，是要提供一种上述特钢钢渣基生物质活性炭的应用。为实现上述目的，本专利技术所采用的技术方案如下：一种特钢钢渣基生物质活性炭的制备方法，包括依次进行的以下步骤：S1.将核桃壳微粉A与磷酸水溶液混合、搅拌，得核桃壳微粉悬浊液C；将特钢钢渣微粉B加入水中，得悬浊液D，调节悬浊液D的pH值为5～7，以便于特钢钢渣微粉B中的金属元素析出，搅拌，得特钢钢渣微粉悬浊液E；S2.将核桃壳微粉悬浊液C和特钢钢渣微粉悬浊液E混合，加入分散剂，搅拌，得特钢钢渣基生物质活性炭的前驱体F；S3.将前驱体F置于真空压强为-0.04～-0.08MPa、温度为70～90℃的条件下活化5～7h，然后置于非活性气体氛围下，于300～500℃焙烧4～6h，即得所述特钢钢渣基生物质活性炭。作为本专利技术的一种限定，以重量百分比计，每100份的特钢钢渣微粉B中含有：1.92份Fe2O3、1.04份Cr2O3、0.79份PbO、0.41份CuO和0.40份MnO。作为本专利技术的另一种限定，特钢钢渣微粉B的组成成分为：CaO53.05％、SiO223.61％、Al2O38.33％、MgO7.52％、Fe2O31.92％、Cr2O31.04％、PbO0.79％、P2O50.43％、CuO0.41％、MnO0.40％、其他2.5％。作为本专利技术的第三种限定，核桃壳微粉A的细度为400～600目，特钢钢渣微粉B的细度为600～800目，用以更好的成炭。作为本专利技术的第四种限定，所述核桃壳微粉A与磷酸水溶液的质量比为8～12：15～25，磷酸水溶液的质量百分浓度为75～83％，本专利技术添加的磷酸主要用以除杂，其用量限定既可保证除杂效果，又可避免磷酸过多导致过分碳化，影响产量；所述水与特钢钢渣微粉B的质量比为1～1.5：0.1～0.3，这种比例限制既便于调节pH，又减少了后期烘干时间，利用提高生产效率。作为本专利技术的第五种限定，核桃壳微粉A与特钢钢渣微粉B的质量比为8～12：0.1～0.3，此用量限定既有利于活性炭的成型，又可保证特钢钢渣微粉B对活性炭的改性效果。作为本专利技术的第六种限定，所述分散剂为无水乙醇。作为本专利技术的第七种限定，分散剂与核桃壳微粉A的质量比为65～75：8～12。作为本专利技术的第八种限定，所述非活性气体为氮气，用做保护气体，利于提高成炭效率。本专利技术还提供了一种特钢钢渣基生物质活性炭的应用，该特钢钢渣基生物质活性炭可用于吸收氯气。由于采用了上述的技术方案，本专利技术与现有技术相比，所取得的技术进步在于：(一)、活性炭是一种具有多孔结构的、比表面积较大的碳质材料，目前活性炭的制备多采用自然资源，如：木材、竹子等，生产成本较高，且不利于生态环境的可持续发展；特钢钢渣是冶金工业中经过金属提取工艺处理后的尾渣，残留有少量铬、铅等重金属的，属于危险冶金固体废弃物；本专利技术以特钢钢渣及废弃核桃壳为原料，制备出一种可用于吸收氯气的特钢钢渣基生物质活性炭，有助于节约木材等自然资源、促进特钢钢渣、废弃核桃壳的高附加值资源化利用，不仅符合当前节能环保、循环经济的产业发展要求，而且可大幅度降低生产成本；(二)、本专利技术利用磷酸对核桃壳微粉的脱水与酸催化作用，增加生物质活性炭的孔结构，有利于提高比表面积及特钢钢渣微粉的均匀分布，有助于氯气的吸收；(三)、在酸性条件下，本专利技术添加的特钢钢渣中的Fe2O3、Cr2O3、PbO、CuO、MnO等金属氧化物可对核桃壳微粉进行表面改性，改善生物质活性炭对氯气的吸收性能；(四)、本专利技术方法简单、生产成本较低。本专利技术用于提供一种特钢钢渣基生物质活性炭，该活性炭可用于吸收氯气，适用于化工企业吸附泄露氯气。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术作进一步详细说明。实施例1一种特钢钢渣基生物质活性炭的制备方法本实施例包括依次进行的以下步骤：S1.称取11kg经洗净、干燥后的核桃壳，利用QLF-120型气流磨(工作压力0.75Mpa、空气耗量2m3/min)，将其粉磨至400目，得核桃壳微粉A1；称取0.1kg特钢钢渣(成分见表1),利用QLF-120型气流磨(工作压力0.85Mpa、空气耗量2m3/min)，将其粉磨至800目，得特钢钢渣微粉B1；S2.将核桃壳微粉A1与25kg质量分数为80％的磷酸水溶液混合，利用ZGH-350型高速混合机(转速设为800r/min)，将其搅拌均匀，得核桃壳微粉悬浊液C1；将特钢钢渣微粉B1加至1.2kg去离子水中，得悬浊液D1；向悬浊液D1中滴加盐酸，将pH值调至6后，利用ZGH-350型高速混合机(转速设为1200r/min)，将其搅拌均匀，得特钢钢渣微粉悬浊液E1；S3.将核桃壳微粉悬浊液C1和特钢钢渣微粉悬浊液E1混合，加入62.7kg无水乙醇，利用ZGH-350型高速混合机(转速设为800r/min)，将其搅拌均匀，得特钢钢渣基生物质活性炭的前驱体F1；S4.将前驱体F1置于真空压强为-0.06MPa、温度为80℃下活化7h，然后置于氮气氛围下，400℃焙烧4h，冷却至室温，得特钢钢渣基生物质活性炭，标记为G1。表1特钢钢渣的化学成分(wt.％)CaOSiO2Al2O3MgOFe2O3Cr2O3PbOP2O5CuOMnOOther53.0523.618.337.521.921.040.790.430.410.402.50实施例2～8特钢钢渣基生物质活性炭的制备方法实施例2～8分别为一种特钢钢渣基生物质活性炭的制备方法，它们的工艺步骤与实施例1相似，不同之处仅在于相关参数不同，具体见表2：表2实施例2～8具体步骤参数一览表其中，各实施例中特钢钢渣的成分表如表1所示。对比实施例1’对比实施例1’为一种碳钢钢渣基生物本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种特钢钢渣基生物质活性炭的制备方法，其特征在于：它包括依次进行的以下步骤：/nS1. 将核桃壳微粉A与磷酸水溶液混合、搅拌，得核桃壳微粉悬浊液C；/n将特钢钢渣微粉B加入水中，得悬浊液D，调节悬浊液D的pH值为5~7，搅拌，得特钢钢渣微粉悬浊液E；/nS2. 将核桃壳微粉悬浊液C和特钢钢渣微粉悬浊液E混合，加入分散剂，搅拌，得特钢钢渣基生物质活性炭的前驱体F；/nS3. 将前驱体F置于真空压强为-0.04~-0.08 MPa、温度为70~90 ℃的条件下活化5~7h，然后置于非活性气体氛围下，于300~500 ℃焙烧4~6 h，即得所述特钢钢渣基生物质活性炭。/n

【技术特征摘要】
1.一种特钢钢渣基生物质活性炭的制备方法，其特征在于：它包括依次进行的以下步骤：
S1.将核桃壳微粉A与磷酸水溶液混合、搅拌，得核桃壳微粉悬浊液C；
将特钢钢渣微粉B加入水中，得悬浊液D，调节悬浊液D的pH值为5~7，搅拌，得特钢钢渣微粉悬浊液E；
S2.将核桃壳微粉悬浊液C和特钢钢渣微粉悬浊液E混合，加入分散剂，搅拌，得特钢钢渣基生物质活性炭的前驱体F；
S3.将前驱体F置于真空压强为-0.04~-0.08MPa、温度为70~90℃的条件下活化5~7h，然后置于非活性气体氛围下，于300~500℃焙烧4~6h，即得所述特钢钢渣基生物质活性炭。


2.根据权利要求1所述的特钢钢渣基生物质活性炭的制备方法，其特征在于，
以重量百分比计，每100份的特钢钢渣微粉B中含有：1.92份Fe2O3、1.04份Cr2O3、0.79份PbO、0.41份CuO和0.40份MnO。


3.根据权利要求1或2所述的特钢钢渣基生物质活性炭的制备方法，其特征在于，所述特钢钢渣微粉B的组成成分为：CaO53.05%、SiO223.61%、Al2O38.33%、MgO7.52%、Fe2O31.92%、Cr2O31.04%、PbO0.79%、P2O50.43%、CuO0.41%、MnO...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙大为，邓军，纪冰冰，
申请(专利权)人：西安科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61