专利名称：一种固硫渣复合成型活性炭及其制备方法
技术领域：
本发明涉及活性炭的制备技术领域，尤其涉及一种固硫渣复合成型活性炭及其制备方法。
背景技术：
与粉末活性炭相比，成型活性炭结构紧密，具有特定的形状、较高的堆积密度与强度。其密度大，单位体积表面积远高于粉末活性炭，在储藏运输过程中更具优势；其形状易于调变、强度较高、无粉尘污染且容易更换再生，更易于满足不同行业的多种用途。
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在生活应用方面，成型活性炭已经成为净水机中过滤芯的主要材料，也己经出现活性炭杯子、汤匙等产品，利用活性炭良好的吸附性，有效净化饮用水。成型活性炭在空气净化方面也大有所为，它有“捕捉”各种有毒有害气体、杂质、臭味、吸附毒气的功能。随着居室污染的增加，健康已经成为都市人最关心的问题，因此活性炭受到不少人的青睐。在工业应用方面，成型活性炭除了具备传统炭材料所具有的导热和导电性能优良、抗化学腐蚀性能好、热膨胀系数小等优点，其更加发达的孔隙结构和比表面积、更高的单位体积能量密度和吸附量，使其在传统的活性炭应用领域拥有更广阔的发展空间。成型活性炭常见的制备工艺有直接使用碳质前驱体，经过炭化、活化制备和以粉末活性炭为原料，添加胶结剂制备。其中，后一种制备工艺所采用的胶结剂可分为有机胶结剂和无机胶结剂两类。由于粉末活性炭拥有发达的孔隙结构，添加粘结剂成型的过程会堵塞、破坏其孔隙结构，所以必须尽量减少胶结剂的用量和减低其成型的压力，才能提高成型活性炭的比表面积。但若胶结剂太少或粘结力不强，又可能导致成型活性炭强度低，而影响其使用。因此，在活性炭成型过程中，其比表面积和机械强度是一对矛盾，要同时提高其吸附性能和机械强度是比较困难的。因而必须找到合适的胶结剂及最佳配方，使成型活性炭有良好吸附性能的同时具有一定的机械强度。此外，为得到高的比表面积和强度，很多成型活性炭制备的过程都需要加温烧制，其不但浪费能源还使制备过程变得繁琐。
发明内容
本发明的目的在于提供一种在保持较高机械强度的同时具有较高吸附能力的固硫渣复合成型活性炭及其制备方法，该方法不需加热、制备过程简单。本发明的技术方案如下
一种固硫渣复合成型活性炭，其特征在于，所述固硫渣复合成型活性炭的抗压强度
I.5 2. 5Mpa,比表面积为440 550 m2 /g。上述固硫渣复合成型活性炭的制备方法，其特征在于，它包括以下步骤
1)按照粉末活性炭固硫渣的质量比为1:4 3:2选取粉末活性炭和固硫渣；
2)将固硫渣和粉末活性炭混合，然后加入固硫渣和粉末活性炭总质量的60%的水，进行搅拌；
3)将搅拌后的样品依次入模、成型保压、脱模及养护，即得到固硫渣复合成型活性炭。
上述方案中，在步骤I)之前，将固硫渣进行研磨筛分。上述方案中，所述研磨时间为30分钟。上述方案中，所述筛分步骤是将研磨后的固硫渣过200目筛进行筛选，控制筛余为8%。 上述方案中，所述固硫渣复合成型活性炭的抗压强度I. 5 2. 5Mpa，比表面积为440 550 m2 /g。上述方案中，所述固硫渣中主要化合物组成是Si02 1 5-20wt%, Al2O3 15_20wt%，CaO 42-49wt%, SO36_9wt%。上述方案中,所述粉末活性炭的比表面积为800 m2 /g。上述方案中，所述步骤3)中的搅拌时间为20 30min。上述方案中，所述步骤3)中的养护是在真空度-0. 06Mpa环境下养护2小吋。该方法是以固硫渣作为结合剂，利用其水化产物的胶凝性能，将粉末状活性炭胶结成型为不同形状，不需加热，制备成具有一定強度并有较高吸附能力的固硫渣复合成型活性炭，其可用于制作具有室内空气净化功能的装饰品，也可用于制备具有室内空气净化功能的墙面材料。本发明的有益效果为本专利采取免烧方法，以普通粉末活性炭为原料，用ー种燃煤脱硫过程中所得到的固硫渣作为复合结合剂，制备得到固硫渣复合成型活性炭，在实现固硫渣的资源化利用、变废为宝的同时，解决活性炭強度低、使用寿命短、回收困难等问题。
具体实施例方式为了更好的理解本发明，下面结合实施例进ー步阐明本发明的内容，但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。以下所有实施例中所使用的固硫渣由本实验室烧制。固硫渣的烧制方法按照合山高硫煤粉碳酸钙质量比为IOOg :102g称取合山高硫煤粉和碳酸钙，加入立式快速磨中进行研磨2小吋，并经过200目筛筛选后，置于高温炉内匣钵中烧制后出料，空气中自然冷却。升温制度为室温升至900°C保温半小时，继续升温至1200°C保温I小吋。该固硫渣主要化合物组成是Si02 1 5-20wt%，Al2O3 15-20wt%,Ca0 42_49wt%，SO3 6_9wt%。其他组分ー般为Na20、K20、Mg0、Fe203、P205等，其他组分的含量和种类对本发明的实施基本没有影响，所以本发明中并未讨论其他组分。可以理解的是，其他类型的固硫渣也适用于本发明。实施例I :
市场购置普通粉末活性炭，比表面积为800 Hf /g。固硫渣的主要氧化物組成(単位wt%),见表 I
表I
SiO2 Iai2O3 |CaO [SO319.80]20 J42.30 [6
ー种固硫渣复合成型活性炭的制备方法，它包括以下步骤
1)将固硫洛加入研磨机中研磨半小时，过200目筛进行筛选,控制筛余8%；
2)按照粉末活性炭固硫渣的质量比为3:2选取粉末活性炭和上述固硫渣；
3)将固硫渣和粉末活性炭混合，然后加入固硫渣和粉末活性炭总质量的60%的水，进行搅拌；4)搅拌30min后，将混合样品填充到模具中，充分振捣至其分散均匀，表面平整；
5)成型保压三天，脱模取出样品，在真空度-0.06Mpa环境下养护2小时，得到固硫渣复合成型活性炭，其抗压强度为I. 52Mpa，比表面积为547 m2 /g。实施例2:
市场购置普通粉末活性炭，比表面积为800 Hf /g。固硫渣的主要氧化物组成(单位wt%),见表 2 表权利要求
1.ー种固硫渣复合成型活性炭，其特征在于，所述固硫渣复合成型活性炭的抗压强度I.5 2. 5Mpa,比表面积为440 550 m2 /g。
2.如权利要求I所述的固硫渣复合成型活性炭的制备方法，其特征在于，它包括以下步骤 1)按照粉末活性炭固硫渣的质量比为1:4 3:2选取粉末活性炭和固硫渣； 2)将固硫渣和粉末活性炭混合，然后加入固硫渣和粉末活性炭总质量的60%的水，进行搅拌； 3)将搅拌后的样品依次入模、成型保压、脱模及养护，即得到固硫渣复合成型活性炭。
3.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，在步骤I)之前，将固硫渣进行研磨筛分。
4.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述研磨时间为30分钟。
5.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述筛分步骤是将研磨后的固硫渣过200目筛进行筛选,控制筛余为8%。
6.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述固硫渣复合成型活性炭的抗压强度I. 5 2. 5Mpa,比表面积为440 550 m2 /g。
7.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述固硫渣中主要化合物组成是=SiO215-20wt%, Al2O3 15-20wt%, CaO 42-49wt%, SO36_9wt%。
8.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述粉末活性炭的比表面积为800Hf /g°
9.如权利要求2所述的制备方法，其特征在干，所述步骤2)中的搅拌时间为20 30mino
10.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述步骤3)中的养护是在真空度-0.06Mpa环境下养护2小时。
全文摘要
本发明提供一种固硫渣复合成型活性炭及其制备方法。该固硫渣复合成型活性炭的制备方法包括以下步骤1)按照粉末活性炭∶固硫渣的质量比为1∶4～3∶2选取粉末活性炭和固硫渣；2)将固硫渣和粉末活性炭混合，然后加入固硫渣和粉末活性炭总质量的60%的水，进行搅拌；3)将搅拌后的样品依次入模、成型保压、脱模及养护，即得到固硫渣复合成型活性炭。本发明采取免烧方法，以普通粉末活性炭为原料，用一种燃煤脱硫过程中所得到的固硫渣作为复合结合剂，制备得到固硫渣复合成型活性炭，在实现固硫渣的资源化利用、变废为宝的同时，解决活性炭强度低、使用寿命短、回收困难等问题。
文档编号B01J20/30GK102744040SQ201210248789
公开日2012年10月24日 申请日期2012年7月18日 优先权日2012年7月18日
发明者何峰, 兰雪勇, 李豫梅, 谢峻林, 饶成成 申请人:武汉理工大学