一种环境友好型铁基矿物复合材料及其制备方法与应用.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113184945A(43)申请公布日2021.07.30(21)申请号202110464337.8C02F101/20(2006.01)(22)申请日2021.04.28C02F101/22(2006.01)C02F103/06(2006.01)(71)申请人中国地质科学院水文地质环境地质研究所地址050000河北省石家庄市新华区中华北大街268号(72)发明人孔祥科马丽莎刘圣华张威李卉宋乐(74)专利代理机构北京棘龙知识产权代理有限公司11740代理人李改平(51)Int.Cl.C02F1/28(2006.01)C02F1/52(2006.01)C02F1/70(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图4页(54)发明名称一种环境友好型铁基矿物复合材料及其制备方法与应用(57)摘要本发明提供了一种环境友好型铁基矿物复合材料的制备方法，包括如下步骤：A、将铁材料和天然矿物投加到球磨机中，研磨混合均匀后，得到混合粉末；B、将混合粉末加入到混合造粒机中，先低速进行混合搅拌，同时缓慢向混合粉末喷洒粘合剂，使粘合剂与混合粉末充分接触混合，制得球型复合材料；C、将球型复合材料放入气氛炉中，氮气保护下高温焙烧硬化，在自然冷却后得到铁基矿物复合材料。本发明制备的球型颗粒状铁基矿物复合材料，具有较强的吸附和还原性能，既可以保证其在水体中的渗透性，又有利于与水体中重金属离子充分接触反应，可实现水体中多种重金属的去除。该铁基矿物复合材料制备工艺简单可控，成本低廉，满足大规模生产的条件。CN113184945ACN113184945A权利要求书1/1页1.一种环境友好型铁基矿物复合材料的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：A、将铁材料和天然矿物投加到球磨机中，研磨混合均匀后，得到混合粉末；B、将混合粉末加入到混合造粒机中，先低速进行混合搅拌，同时缓慢向混合粉末喷洒粘合剂，使粘合剂与混合粉末充分接触混合，粘合剂添加完成后立即调高造粒机转速，运行一定时间后制得球型复合材料；C、将球型复合材料放入气氛炉中，在惰性气体环境下，高温焙烧硬化，在自然冷却后得到铁基矿物材料。2.根据权利要求1所述一种环境友好型铁基矿物复合材料的制备方法，其特征在于：所述铁材料为粒径不大于4mm的零价铁或铁粉颗粒，所述天然矿物为粒径不大于4mm的沸石或碳酸盐岩颗粒，所述铁材料与天然矿物添加的质量比为1:9～1:3。3.根据权利要求1所述一种环境友好型铁基矿物复合材料的制备方法，其特征在于：所述球磨机是内衬为特氟龙材质的真空球磨罐，研磨时先对其进行抽真空，并通入氮气作为保护气再进行研磨，防止铁材料被氧化。4.根据权利要求1所述一种环境友好型铁基矿物复合材料的制备方法，其特征在于：所述粘结剂为质量分数为10％～20％的海藻酸钠或正硅烷或聚乙烯醇溶液，粘合剂添加量为混合粉末总质量的15％～18％。5.根据权利要求1所述一种环境友好型铁基矿物复合材料的制备方法，其特征在于：所述B步骤中粘合剂的添加方法为：在造粒机转速为100～120rpm/min的条件下以向每1kg混合粉末添加75～100mL/min粘合剂的速度，将粘合剂通过造粒机内部喷头喷洒到混合粉末上。6.根据权利要求1所述一种环境友好型铁基矿物复合材料的制备方法，其特征在于：所述粘合剂添加完成后，造粒机以600～1450rpm/min的转速运转，运转时间为2～5min。7.根据权利要求1所述一种环境友好型铁基矿物复合材料的制备方法，其特征在于：所述气氛炉的加热温度为200～600℃，加热时间为2～4h；所述惰性气体为氮气，具体步骤为：先利用真空泵将气氛炉内抽真空使气氛炉内压强降至‑0.04Mpa以下，再通入氮气使气氛炉内压强达到0.02Mpa以上，并保持焙烧过程中压力恒定在此范围。8.一种环境友好型铁基矿物复合材料，其特征在于：所述铁基矿物复合材料由零价铁、铁氧化物和天然矿物构成，铁氧化物中铁的价态为二价和三价。9.根据权利要求8所述一种环境友好型铁基矿物复合材料，其特征在于：所述铁基矿物复合材料的粒径为2～4mm，且为球型颗粒状。10.一种环境友好型铁基矿物复合材料的应用，其特征在于：所述铁基矿物复合材料可作为渗透反应格栅的反应介质用于重金属污染地下水的修复。2CN113184945A说明书1/5页一种环境友好型铁基矿物复合材料及其制备方法与应用技术领域[0001]本发明属于水处理技术与复合材料技术领域，具体涉及一种环境友好型铁基矿物复合材料及其制备方法与应用。背景技术[0002]随着我国工业的迅猛发展和人类活动的急剧增加，特别是采矿、选矿、冶炼、电镀、化工、制革、造纸和电子等行业产生含有重金属废物及废水的大量排放，对地表水和地下水等造成了严重的