一种陶粒固化剂及其制备方法

摘要

本发明属于陶粒技术领域，尤其涉及一种陶粒固化剂及其制备方法，所述陶粒固化剂包括以下重量份的原料：淀粉黄原酸酯5~9份、氧化石墨烯1~3份、膨润土5~9份、壳聚糖-石墨烯复合材料1~3份、糊精10~12份、单硬脂酸甘油酯10~15份、氧化镁5~9份、粉煤灰20~35份；本发明的陶粒固化剂用于对陶粒原料进行改性，使各原料达到互容的目的，形成均质状态的分散体系，改变了之前的物理状态，可固化稳定原料中的有机、无机污染物，以达到控制污染的目的。

权利要求

1.一种陶粒固化剂，其特征在于，它包括以下重量份的原料：淀粉黄原酸酯5～9份、氧化石墨烯1～3份、膨润土5～9份、壳聚糖-石墨烯复合材料1～3份、糊精10～12份、单硬脂酸甘油酯10～15份、氧化镁5～9份、粉煤灰20～35份、聚乙烯醇3～5份、脂肪酸甲酯1～3份；陶粒固化剂的制备方法的制备步骤如下：按照重量份量取原料，将原料投入反应釜，反应釜加温至80℃～90℃，同时以80～120r/min的转速搅拌30～60分钟，20000Hz～50000Hz超声波振动15～30分钟，反应后流入压片机，进行压片冷却成型，经粉碎制得陶粒固化剂。

2.根据权利要求1所述的陶粒固化剂，其特征在于，它包括以下重量份的原料：淀粉黄原酸酯5～7份、氧化石墨烯1～2份、膨润土7～9份、壳聚糖-石墨烯复合材料2～3份、糊精10～11份、单硬脂酸甘油酯13～15份、氧化镁5～7份、粉煤灰20～28份。

3.根据权利要求1所述的陶粒固化剂，其特征在于，它包括以下重量份的原料：淀粉黄原酸酯7～9份、氧化石墨烯2～3份、膨润土5～6份、壳聚糖-石墨烯复合材料1～2份、糊精11～12份、单硬脂酸甘油酯10～13份、氧化镁8～9份、粉煤灰29-35份。

4.根据权利要求1所述的陶粒固化剂，其特征在于，它包括以下重量份的原料：淀粉黄原酸酯7～8份、氧化石墨烯2～3份、膨润土6～8份、壳聚糖-石墨烯复合材料1～3份、糊精10～12份、单硬脂酸甘油酯12～14份、氧化镁6～8份、粉煤灰25～32份。

说明书

一种陶粒固化剂及其制备方法

技术领域

[0001] 本发明涉及固化剂技术领域，尤其涉及一种陶粒固化剂及其制备方法。

背景技术

[0002] 陶粒是陶质的颗粒，陶粒的外观特征大部分呈圆形或椭圆形球体，但也有一些仿碎石陶粒不是圆形或椭圆形球体，而呈不规则碎石状。陶粒形状因工艺不同而各异。陶粒可解决质量、防火、隔热、保温等工程上的难题，亦可用于园艺种植及水耕种植。

[0003] 现有的陶粒以污泥为主要原料，以高岭土、粉煤灰等为辅料，在一定的工艺条件下，控制污泥的脱碳和烧胀而成，而污泥往往取自城市生活污水、印染污水、电镀废水等处理后的污泥，含有大量有机污染物、无机污染物，而消除污泥中的有机污染物、无机污染物特别是对重金属污染物非常困难，因此，采用污泥制成的陶粒仍然具有一定的污染及毒害，对社会和环境存在较大的安全隐患，不利于社会和环境的可持续发展。

[0004] 因此，亟需一种能够可对陶粒原料进行改性以控制污染的固化剂。

发明内容

[0005] 本发明的目的是针对现有技术的不足提供一种对陶粒原料进行改性以控制污染的固化剂。

[0006] 本发明的另一目的是针对现有技术的不足提供一种陶粒固化剂的制备方法。

[0007] 本发明是通过以下技术方案来实现的。

[0008] 一种陶粒固化剂，它包括以下重量份的原料：淀粉黄原酸酯5~9份、氧化石墨烯1~3份、膨润土5~9份、壳聚糖-石墨烯复合材料1~3份、糊精10~12份、单硬脂酸甘油酯10~15份、氧化镁5~9份、粉煤灰20~35份。

[0009] 其中，所述陶粒固化剂包括以下重量份的原料：淀粉黄原酸酯5~7份、氧化石墨烯1~2份、膨润土7~9份、壳聚糖-石墨烯复合材料2~3份、糊精10~11份、单硬脂酸甘油酯13~15份、氧化镁5~7份、粉煤灰20~28份。

[0010] 其中，所述陶粒固化剂包括以下重量份的原料：淀粉黄原酸酯7~9份、氧化石墨烯2~3份、膨润土5~6份、壳聚糖-石墨烯复合材料1~2份、糊精11~12份、单硬脂酸甘油酯10~13份、氧化镁8~9份、粉煤灰29~35份。

[0011] 优选地，所述陶粒固化剂包括以下重量份的原料：淀粉黄原酸酯7~8份、氧化石墨烯2~3份、膨润土6~8份、壳聚糖-石墨烯复合材料1~3份、糊精10~12份、单硬脂酸甘油酯12~14份、氧化镁6~8份、粉煤灰25~32份。

[0012] 进一步地，它还包括3~5重量份的聚乙烯醇。

[0013] 进一步地，它还包括1~3重量份的脂肪酸甲酯。

[0014] 淀粉黄原酸酯(1SX)，是一种重金属高效脱除剂，能与许多重金属离子生成络合物，能够吸附和解吸重金属、氰化物等，能固定重金属，且没有残余硫化物存在，且来源广泛，价格低廉，具有广阔的应用前景。

[0015] 氧化石墨烯是石墨粉末经化学氧化及剥离后的产物，氧化石墨烯是单一的原子层，可以随时在横向尺寸上扩展到数十微米。氧化石墨烯具有较大的比表面积，可用于有机物污染物的降解，对金属离子具有很高的吸附能力。

[0016] 膨润土是一种以蒙脱石为主要成分的粘土矿物。膨润土具有强的吸湿性和膨胀性，可吸附8～15倍于自身体积的水量，体积膨胀可达数倍至30倍；在水介质中能分散成胶凝状和悬浮状，这种介质溶液具有一定的黏滞性、触变性和润滑性；有较强的阳离子交换能力；对各种气体、液体、有机物质有一定的吸附能力，最大吸附量可达5倍于自身的重量；它与水、泥或细沙的掺和物具有可塑性和黏结性；具有表面活性的酸性漂白土（活性白土、天然漂白土-酸性白土）能吸附有色离子。

[0017] 壳聚糖-石墨烯复合材料具有较大的比表面积和独特的介孔结构，壳聚糖-石墨烯复合材料的双倍螺旋结构、壳聚糖和石墨烯之间的静电作用、氢键作用和范德华力都增强了对金属离子的去除能力。

[0018] 糊精具有较好的流动性、较强的粘合能力和吸附能力，能够向原料内渗透，提高原料间的粘合力，改善物理性能，提高产品的稳定性。

[0019] 单硬脂酸甘油酯具有一个亲油的长链脂肪碳基和两个亲水的羟基，具有良好的非离子表面活性，能分别吸附在水和油这两种相互排斥的相面上，形成、薄分子层，原本互不相容的两种物质，在单硬脂酸甘油酯的介入下能混合均匀，形成均质状态的分散体系，改变了之前的物理状态。

[0020] 聚乙烯醇、脂肪酸甲酯与上述原料复配，更好地提高固化剂吸附和分解有机、无机污染物的目的。

[0021] 一种陶粒固化剂的制备方法，所述制备步骤如下：按照重量份量取原料，将原料投入反应釜，反应釜加温至80℃~90℃，同时以80~120r/min 的转速搅拌30~60分钟，20000Hz~50000Hz超声波振动15~30分钟，反应后流入压片机，进行压片冷却成型，经粉碎制得陶粒固化剂。

[0022] 本发明具有以下有益效果：本发明的陶粒固化剂用于对陶粒原料进行改性，使各原料达到互容的目的，形成均质状态的分散体系，改变了之前的物理状态，可固化稳定原料中的有机、无机污染物，以达到控制污染的目的。

具体实施方式

[0023] 以下结合具体实施方式对本发明进行详细的描述。

[0024] 实施例1。

[0025] 一种陶粒固化剂，它包括以下重量份的原料：淀粉黄原酸酯5份、氧化石墨烯3份、膨润土5份、壳聚糖-石墨烯复合材料3份、糊精10份、单硬脂酸甘油酯15份、氧化镁5份、粉煤灰35份。

[0026] 一种陶粒固化剂的制备方法，所述制备步骤如下：按照重量份量取原料，将原料投入反应釜，反应釜加温至80℃，同时以120r/min 的转速搅拌30分钟，50000Hz超声波振动15分钟，反应后流入压片机，进行压片冷却成型，经粉碎制得陶粒固化剂。

[0027] 实施例2。

[0028] 一种陶粒固化剂，包括以下重量份的原料：淀粉黄原酸酯5份、氧化石墨烯2份、膨润土7份、壳聚糖-石墨烯复合材料3份、糊精10份、单硬脂酸甘油酯15份、氧化镁5份、粉煤灰28份。

[0029] 一种陶粒固化剂的制备方法，所述制备步骤如下：按照重量份量取原料，将原料投入反应釜，反应釜加温至85℃，同时以110r/min的转速搅拌50分钟，40000Hz超声波振动25分钟，反应后流入压片机，进行压片冷却成型，经粉碎制得陶粒固化剂。

[0030] 实施例3。

[0031] 一种陶粒固化剂，包括以下重量份的原料：淀粉黄原酸酯7份、氧化石墨烯1份、膨润土9份、壳聚糖-石墨烯复合材料2份、糊精11份、单硬脂酸甘油酯13份、氧化镁7份、粉煤灰20份、脂肪酸甲酯1份。

[0032] 一种陶粒固化剂的制备方法，所述制备步骤如下：按照重量份量取原料，将原料投入反应釜，反应釜加温至88℃，同时以100r/min 的转速搅拌45分钟，35000Hz超声波振动25分钟，反应后流入压片机，进行压片冷却成型，经粉碎制得陶粒固化剂。

[0033] 实施例4。

[0034] 一种陶粒固化剂，包括以下重量份的原料：淀粉黄原酸酯9份、氧化石墨烯2份、膨润土6份、壳聚糖-石墨烯复合材料1份、糊精12份、单硬脂酸甘油酯10份、氧化镁9份、粉煤灰29份、聚乙烯醇5份。

[0035] 一种陶粒固化剂的制备方法，所述制备步骤如下：按照重量份量取原料，将原料投入反应釜，反应釜加温至82℃，同时以90r/min的转速搅拌35分钟，30000Hz超声波振动20分钟，反应后流入压片机，进行压片冷却成型，经粉碎制得陶粒固化剂。

[0036] 实施例5。

[0037] 一种陶粒固化剂，包括以下重量份的原料：淀粉黄原酸酯8份、氧化石墨烯3份、膨润土6份、壳聚糖-石墨烯复合材料2份、糊精12份、单硬脂酸甘油酯13份、氧化镁7份、粉煤灰30份、聚乙烯醇4份、脂肪酸甲酯2份。

[0038] 一种陶粒固化剂的制备方法，所述制备步骤如下：按照重量份量取原料，将原料投入反应釜，反应釜加温至80℃，同时以80r/min 的转速搅拌60分钟，20000Hz超声波振动30分钟，反应后流入压片机，进行压片冷却成型，经粉碎制得陶粒固化剂。

[0039] 应用实施例1~5制备的陶粒固化剂制造出来的陶粒浸出液进行检测，结果如下，单位（mg/L）：

[0040]项目 锌 铜 铅 镉 镍 砷 铬
陶粒浸出液 ＜0.2 ＜0.03 未检出 ＜0.002 ＜0.005 未检出 ＜0.01

[0041] 最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。