專利名稱：一種極化改性的鐵碳微電解材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于水處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及ー種極化改性的鐵碳微電解材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
在難降解的污水處理過程中，鐵碳微電解方法在實際中已得到廣泛的應用。目前國內(nèi)外已有的傳統(tǒng)鐵碳微電解大多是將鐵碳按一定比例混合后一次性投加反應器內(nèi)，即形成固定床鐵碳反應器，其主要作用機理是將鐵碳混合顆粒料投放待處理的水中，由于鐵、碳顆粒之間存在電位差，待處理的水中會形成大量的微電池，其中電位低的的鐵為陽極，電位高的碳為陰極。在離子的作用下，是水中的有機物的的分子鍵發(fā)生斷裂或開環(huán)，從而達到降解的目的。這種采用鐵屑廢料和普通活性炭混合使用傳統(tǒng)的微電解填料エ藝操作較簡単，處理成本較低。但在實際中存在很多缺陷鐵屑廢料含鐵量較低，反應時溶出的Fe2+、Fe 3+離子偏少，導致原電池、電化學富集等反應不能有效充分的進行，致使傳統(tǒng)鐵碳微電解處理效果低；廢料裁剪困難，導致鐵原料規(guī)格不一及比重較大、與活性炭混和不均勻，易發(fā)生板結(jié)；對于較大一點的污水處理工程，常采用將鉄屑或鋼屑絲狀廢料壓攏成一定的長方體，和活性炭分層裝填，不僅導致鐵炭混和不均而影響反應效果，更主要的是運行一段時間后，長方體的鉄屑或鋼屑塊會塌陷，發(fā)生局部板結(jié)，最終使水流無法均勻通過，使反應池報廢
發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供ー種可循環(huán)利用、比表面積大、無污染，反應速度快、運行成本低的極化改性的鐵碳微電解材料。本發(fā)明解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案如下ー種極化改性的鐵碳微電解材料，該材料由以下按重量份數(shù)計的原料組成
極化鐵粉1GQ-3GG重量份
異氰酸酯3-10重量份
納米凹凸棒土5_10重量份
ニ曱基娃油O. 5-1. 5重量份所述的鐵粉中的碳含量為O. 2-0. 5%。優(yōu)選地，該材料由以下按重量份數(shù)計的原料組成極化鐵粉150-250重量份
異氰酸酯5-8重量份
納米凹凸棒土6-8重量份
ニ曱基娃油1-1. 5重量份所述的鐵粉中的碳含量為O. 2-0. 5%。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是含鐵量高，比表面積大，大大提高了反應速度；加工后的鐵材料呈粒狀與活性炭能均勻混合，井能循環(huán)定期補充，避免了普通鐵屑無法與活性炭均勻混合、利用率低的缺點；采用與鐵原料性能相匹配的優(yōu)質(zhì)活性炭，提高了處 理性能；反應速度快，大大節(jié)約了設(shè)備投資與運行成本。本發(fā)明的另一目的是提供了ー種極化改性的鐵碳微電解材料的制備方法，該方法包括以下步驟A、選取含鐵量為60 70%低碳鋼鐵材料；B、用粉碎機將上述材料粉碎成100 300目的細粉；C、將上述細粉經(jīng)過磁選加工使其含鐵量達到90%以上；D、在溫度為1500°C條件下加入異氰酸酯到C步驟中的材料中，待進入發(fā)泡階段時融入納米凹凸棒；E、反應15min后,加入ニ甲基娃油,攪拌15min,冷卻至室溫；F、將E步驟中的冷卻材料通過粉碎機粉碎到20 120目顆粒；G、將F步驟的顆粒在500°C條件下經(jīng)ー氧化碳氣流的加熱爐中反應2h后，冷卻即得極化改性的鐵碳微電解材料。本發(fā)明所使用的原料都可以在市場上通過商購的方式獲得，其中，所述的ニ甲基硅油是由青島興業(yè)有機硅新材料有限公司生產(chǎn)的，所述的粉碎機是由福建豐カ機械公司生產(chǎn)的ACM-B粉碎機，所述的磁選機鄭州開元機械生產(chǎn)的XCT465型磁選機。本發(fā)明提供的極化改性的鐵碳微電解材料的制備方法主要是利用了極化改性的技術(shù)手段，在制備過程中通過1500°C條件下加入納米凹凸棒對該材料進行極化改性處理，使此材料具有良好的親水性，并增強其氧化還原反應的陰陽極性能。
具體實施例方式以下對本發(fā)明的原理和特征進行描述，所舉實例只用于解釋本發(fā)明，并非用于限定本發(fā)明的范圍。實施例Iー種極化改性的鐵碳微電解材料的制備A、選取含鐵量為60%的低碳鋼鐵材料300重量份；B、用粉碎機將上述材料粉碎成100目的細粉；C、將上述細粉經(jīng)過磁選加工，使加工后的鐵材料中的含鐵量達到90% ；D、在溫度為1500°C加入8重量份異氰酸酯到上述材料中，待其進入發(fā)泡階段時融入8重量份納米凹凸棒，對該材料進行極化處理，使此材料具有良好的親水性，并增強其氧化還原反應的陰陽極性能；E、上述極化反應15min后,加入I. 5重量份ニ甲基娃油,攪拌15min,冷卻至室溫；F、將經(jīng)極化后的材料進行粉碎機粉碎到20目顆粒；G、將F步驟的顆粒在500°C條件下經(jīng)ー氧化碳氣流的加熱爐中反應2h后，冷卻即得極化改性的鐵碳微電解材料。實施例2:ー種極化改性的鐵碳微電解材料的制備A、選取含鐵量為70%的低碳鋼鐵材料200重量份；、B、用粉碎機將上述材料粉碎成300目的細粉；C、將上述細粉經(jīng)過磁選加工，使加工后的鐵材料中的含鐵量達到90% ；D、在溫度為1500°C加入3重量份異氰酸酯到上述材料中，待其進入發(fā)泡階段時融入5重量份納米凹凸棒，對該材料進行極化改性處理，使此材料具有良好的親水性，并增強其氧化還原反應的陰陽極性能。E、上述極化反應15min后,加入I重量份ニ甲基娃油,攪拌15min,冷卻至室溫；F、將經(jīng)極化改性后的材料進行粉碎機粉碎到120目顆粒；G、將F步驟的顆粒在500°C條件下經(jīng)ー氧化碳氣流的加熱爐中反應2h后，冷卻即得極化改性的鐵碳微電解材料。以下通過具體應用實施例來進ー步描述本發(fā)明。實施例3某公司使用本發(fā)明材料處理高濃度有機化工廢水的應用實施例I、本發(fā)明極化改性的鐵碳微電解材料的制備A、選取含鐵量為65%的低碳鋼鐵材料100重量份；B、用粉碎機將上述材料粉碎成200目的細粉；C、將上述細粉經(jīng)過磁選加工，使加工后的鐵材料中的含鐵量達到90% ；D、在溫度為1500°C加入5重量份異氰酸酯到上述材料中，待其進入發(fā)泡階段時融入10重量份納米凹凸棒，對該材料進行極化處理，使此材料具有良好的親水性，并增強其氧化還原反應的陰陽極性能；E、上述極化反應15min后，加入O. 5重量份ニ甲基硅油，攪拌15min，冷卻至室溫；F、將經(jīng)極化后的材料進行粉碎機粉碎到80目顆粒；G、將F步驟的顆粒在500°C條件下經(jīng)ー氧化碳氣流的加熱爐中反應2h后，冷卻即得極化改性的鐵碳微電解材料。2、化工廢水水質(zhì)表廢水水質(zhì)
權(quán)利要求
1.一種極化改性鐵碳微電解材料，其特征在于該材料由以下按重量份數(shù)計的原料組成 極化鐵粉100-300重量份異氰酸酯3-10重量份 納米凹凸棒土5-10重量份 二曱基娃油0. 5-1. 5重量份
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的鐵碳微電解材料，其特征在于該材料由以下按重量份數(shù)計的原料組成 極化鐵粉150-250重量份異戴酸醋5-8重量份 納米凹凸棒土6-8重量份 二曱基娃油1-1. 5重量份
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的鐵碳微電解材料，其特征在于所述的鐵粉中的碳含量為0.2-0. 5%。
4.一種制備權(quán)利要求I所述的極化改性的鐵碳微電解材料的方法，其特征在于該方法包括以下步驟 A、選取含鐵量為60 70%低碳鋼鐵材料； B、用粉碎機將上述材料粉碎成IOO 300目的細粉；C、將B步驟的細粉經(jīng)過磁選機在在功率為5.5瓦的條件下加工使其含鐵量達到90%以上； D、在溫度為1500°C條件下加入異氰酸酯到C步驟中的材料中，待進入發(fā)泡階段時融入納米凹凸棒； E、反應15min后,加入二甲基娃油,攪拌15min,冷卻至室溫； F、將E步驟中的冷卻材料通過粉碎機粉碎到20 120目顆粒； G、將F步驟的顆粒在500°C條件下經(jīng)一氧化碳氣流的加熱爐中反應2h后，冷卻即得極化改性的鐵碳微電解材料。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種極化改性的鐵碳微電解材料及其制備方法，屬于水處理技術(shù)領(lǐng)域。該材料的制備方法為先選取含鐵量為60～70％低碳鋼鐵材料；然后用粉碎機將上述材料粉碎成100～300目的細粉；再將上述細粉經(jīng)過磁選加工使其含鐵量達到90％以上；接著在溫度為1500℃條件下加入異氰酸酯到經(jīng)磁選后的材料中，待進入發(fā)泡階段時融入納米凹凸棒；反應15min后，加入二甲基硅油，攪拌15min，冷卻至室溫；將冷卻材料通過粉碎機粉碎到20～120目顆粒，即得到本發(fā)明所述的極化改性的鐵碳微電解材料。本發(fā)明的微電解材料可循環(huán)利用、比表面積大、無污染，反應速度快且運行成本低。
文檔編號C02F1/461GK102659215SQ20121012849
公開日2012年9月12日 申請日期2012年4月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月28日
發(fā)明者曹洪生, 李 杰, 王亞娥, 王新民 申請人:北京金科復合材料有限責任公司