【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及磁鐵礦材料，尤其涉及一種磁鐵礦復合材料及其制備方法和應用。
技術介紹
1、隨著工業化的快速發展，高濃度有機廢水的處理成為環境保護領域面臨的一大挑戰，尤其是含有苯胺等難降解有機物的廢水。苯胺作為一種重要的化工原料，廣泛應用于染料、農藥、醫藥及橡膠等行業中，但其生產和使用過程中產生的大量廢水，因苯胺含量高、毒性大、生物降解性差，對傳統水處理技術構成了嚴峻考驗。
2、目前，針對高濃度苯胺廢水的處理技術主要包括物理法(如吸附、萃取)、化學法(如芬頓氧化法等)以及生物法(如好氧/厭氧生物處理)等。然而，這些方法在實際應用中均存在局限性。物理法往往處理成本高，且吸附劑或萃取劑的再生和處置問題突出；化學法雖能有效降解苯胺，但可能產生二次污染，且對設備材質要求高；生物法則因苯胺的毒性抑制微生物活性，處理效率低，難以達到排放標準。特別地，現有用于處理高濃度苯胺廢水的材料，如活性炭、樹脂、膨潤土等，雖具有一定的吸附或催化降解能力，但在長期運行下易飽和、失效，且再生困難，處理效果不穩定。此外，這些材料對高濃度苯胺廢水的適應性有限，難以滿足日益嚴格的環保要求和高效處理需求。
3、因此，開發一種新型、高效、穩定且經濟可行的苯胺廢水處理材料成為當務之急。
技術實現思路
1、為解決上述問題，本專利技術提供了一種磁鐵礦復合材料及其制備方法和應用。
2、第一方面，本專利技術提供了一種磁鐵礦復合材料的制備方法，所述制備方法包括以下步驟：
3、將磁鐵礦、沸石
4、將所述第一混合料進行凍融循環處理，得到第二混合料；
5、將所述第二混合料進行造粒，后于惰性氛圍下進行煅燒，得到所述磁鐵礦復合材料；
6、其中，所述第一微波功率為700～860w和所述第二微波功率為260～380w。
7、進一步地，所述磁鐵礦、所述沸石粉和所述粘結劑的重量比為(1～1.5):(3～5):(1.5～2)。
8、進一步地，所述粘結劑包括濃度為0.02～0.04g/ml的聚乙烯醇水溶液，所述沸石粉的粒徑為50～150目，所述磁鐵礦包括釩鈦磁鐵礦。
9、進一步地，所述交替微波等離子處理的工作條件參數包括：所述第一微波功率為750w，所述第二微波功率為315w，所述交替微波等離子處理的次數為5～8次，每次微波等離子處理的時間為15～45秒，工作介質為氬氣。
10、進一步地，所述凍融循環處理的工作條件參數包括：冷凍溫度為-30～-20℃，冷凍時間為1～2小時，解凍溫度為40～50℃，解凍時間為2～3小時，所述凍融循環處理的次數為3～5次。
11、進一步地，所述造粒的工作條件參數包括：采用圓盤造粒機，造粒尺寸粒徑為2～5mm。
12、進一步地，所述煅燒的工作條件參數包括：溫度為400～500℃，時間為1～2小時。
13、第二方面，本專利技術提供了一種磁鐵礦復合材料，所述磁鐵礦復合材料是采用第一方面任一項所述的磁鐵礦復合材料的制備方法制得。
14、第三方面，本專利技術提供了第二方面任一項所述的磁鐵礦復合材料在處理廢水中的應用。
15、進一步地，所述廢水為含有苯胺的有機廢水，所述苯胺的濃度≥100g/l。
16、本專利技術實施例提供的上述技術方案與現有技術相比至少具有如下優點：
17、本專利技術實施例提供了一種磁鐵礦復合材料的制備方法，本專利技術以磁鐵礦和沸石粉為原料，并通過微波等離子-凍融-煅燒聯合處理工藝，制得一種磁鐵礦復合材料，有效提高了磁鐵礦材料的污水處理性能，能夠滿足高濃度苯胺廢水的處理要求，彌補了現有技術的不足。
18、具體來說：
19、1、原料選擇與基礎混合：
20、磁鐵礦：作為主體材料，磁鐵礦具有良好的磁性，便于后續的分離與回收，同時其表面性質可通過處理進行調控，以增強對污染物的吸附能力。
21、沸石粉：沸石是一種多孔材料，具有豐富的微孔結構，能夠提供大量的吸附位點，對有機物和重金屬離子有良好的吸附性能。將其與磁鐵礦結合，可以預期獲得更強的吸附能力和更廣泛的吸附范圍。
22、粘結劑：用于增強磁鐵礦與沸石粉之間的結合力，確保復合材料的結構穩定性。
23、2、微波等離子處理：
24、交替微波功率：使用700～860w和260～380w的交替微波功率，可以產生不同強度的微波場，這種交替作用有助于在材料內部形成更均勻的熱量分布，促進原料之間的相互作用，同時避免局部過熱導致的結構破壞。
25、等離子效應：微波激發下的等離子體能產生高溫、高能量的環境，有助于改變材料的表面結構和化學性質，增加活性位點，提高材料的吸附和催化性能。
26、3、凍融循環處理：
27、凍融過程通過冰晶的形成和融化，對材料內部產生物理應力，有助于進一步打開材料的孔隙結構，增加比表面積，從而增強吸附能力。同時，凍融循環還可能促進材料內部微小裂縫的形成，為污染物的擴散和吸附提供更多通道。
28、4、惰性氛圍下煅燒：
29、在惰性氣體(如氮氣、氬氣)保護下進行高溫煅燒，可以穩定材料的結構，避免氧化反應導致的性能下降。同時，高溫處理還能進一步活化材料表面，提高其催化活性和穩定性。
30、5、相互協同作用機制
31、5.1、結構與性能的協同：磁鐵礦的磁性與沸石粉的多孔性相結合，形成了既具有磁分離特性又具有高吸附能力的復合材料。微波等離子處理通過改變材料的表面結構和化學性質，增強了這種協同作用。
32、5.2、物理與化學處理的協同：凍融循環的物理作用與微波等離子和煅燒的化學作用相互補充，共同促進了材料性能的提升。物理處理打開了孔隙結構，而化學處理則活化了表面位點，兩者協同作用提高了材料對苯胺等有機污染物的吸附和降解能力。
33、5.3、多步驟處理的累積效應：從原料混合到最終煅燒，每一步處理都對材料的性能產生了積極影響。這些步驟的累積效應使得最終得到的磁鐵礦復合材料在處理高濃度苯胺廢水時表現出優異的性能。
34、綜上所述，本專利技術通過精心設計的制備步驟和協同作用機制，成功制備出了一種具有高效污水處理性能的磁鐵礦復合材料，特別適用于處理高濃度苯胺廢水，為環境保護和水資源再利用提供了有力的技術支持。
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1.一種磁鐵礦復合材料的制備方法，其特征在于，所述制備方法包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的磁鐵礦復合材料的制備方法，其特征在于，所述磁鐵礦、所述沸石粉和所述粘結劑的重量比為(1～1.5):(3～5):(1.5～2)。
3.根據權利要求1所述的磁鐵礦復合材料的制備方法，其特征在于，所述粘結劑包括濃度為0.02～0.04g/mL的聚乙烯醇水溶液，所述沸石粉的粒徑為50～150目，所述磁鐵礦包括釩鈦磁鐵礦。
4.根據權利要求1所述的磁鐵礦復合材料的制備方法，其特征在于，所述交替微波等離子處理的工作條件參數包括：所述第一微波功率為750W，所述第二微波功率為315W，所述交替微波等離子處理的次數為5～8次，每次微波等離子處理的時間為15～45秒，工作介質為氬氣。
5.根據權利要求1所述的磁鐵礦復合材料的制備方法，其特征在于，所述凍融循環處理的工作條件參數包括：冷凍溫度為-30～-20℃，冷凍時間為1～2小時，解凍溫度為40～50℃，解凍時間為2～3小時，所述凍融循環處理的次數為3～5次。
6.根據權利要求1所述的磁鐵礦復
7.根據權利要求1所述的磁鐵礦復合材料的制備方法，其特征在于，所述煅燒的工作條件參數包括：溫度為400～500℃，時間為1～2小時。
8.一種磁鐵礦復合材料，其特征在于，所述磁鐵礦復合材料是采用權利要求1～7任一項所述的磁鐵礦復合材料的制備方法制得。
9.一種權利要求8所述的磁鐵礦復合材料在處理廢水中的應用。
10.根據權利要求9所述的應用，其特征在于，所述廢水為含有苯胺的有機廢水，所述苯胺的濃度≥100g/L。
...【技術特征摘要】
1.一種磁鐵礦復合材料的制備方法，其特征在于，所述制備方法包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的磁鐵礦復合材料的制備方法，其特征在于，所述磁鐵礦、所述沸石粉和所述粘結劑的重量比為(1～1.5):(3～5):(1.5～2)。
3.根據權利要求1所述的磁鐵礦復合材料的制備方法，其特征在于，所述粘結劑包括濃度為0.02～0.04g/ml的聚乙烯醇水溶液，所述沸石粉的粒徑為50～150目，所述磁鐵礦包括釩鈦磁鐵礦。
4.根據權利要求1所述的磁鐵礦復合材料的制備方法，其特征在于，所述交替微波等離子處理的工作條件參數包括：所述第一微波功率為750w，所述第二微波功率為315w，所述交替微波等離子處理的次數為5～8次，每次微波等離子處理的時間為15～45秒，工作介質為氬氣。
5.根據權利要求1所述的磁鐵礦復合材料的制備方法，其特征在于...
【專利技術屬性】
技術研發人員：李燕鋒，
申請(專利權)人：東莞市鑫峰磁業科技有限公司，
類型：發明
國別省市：
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