[發(fā)明專利]鐵碳微電解填料及其制備方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310146797.1
• 申請(qǐng)日: 2013-04-25
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103274503A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-09-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 胡志剛;田京雷;馬娥;于俊春;張倩;翟永臻;陳瑜;崔忠信
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 河北鋼鐵股份有限公司
• 主分類號(hào): C02F1/461
• 分類號(hào): C02F1/461
• 代理公司: 石家莊冀科專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 13108
• 代理人: 趙紅強(qiáng)

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于廢水處理領(lǐng)域，尤其是一種鐵碳微電解填料及其制備方法。

背景技術(shù)

冶金焦化廢水是煤在高溫裂解得到焦炭和煤氣的生產(chǎn)過(guò)程中回收焦油、苯等副產(chǎn)品時(shí)產(chǎn)生的，屬于典型的難處理工業(yè)廢水，具有成分復(fù)雜、含有大量的難降解物，可生化性較差、毒性大等特點(diǎn)。目前，國(guó)內(nèi)大部分焦化廠普遍采用普通活性污泥法處理經(jīng)蒸氨、脫酚預(yù)處理的焦化廢水，處理后水中的酚、氰、油等有害物質(zhì)大為降低，但對(duì)COD和NH₃-N的去除率并不高，難降解物質(zhì)的存在使出水水質(zhì)不能達(dá)到國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)，因此，還需要進(jìn)行深度處理。

鐵碳微電解技術(shù)是利用金屬的電化學(xué)腐蝕原理分解廢水中污染物的一種污水處理工藝。當(dāng)緊密接觸的鐵和碳浸泡在廢水溶液中時(shí)，由于鐵和碳之間存在1.2V的電極電位差，因而會(huì)形成無(wú)數(shù)的微電池系統(tǒng)，在其作用空間構(gòu)成一個(gè)電場(chǎng)，陽(yáng)極反應(yīng)生成大量的Fe²⁺浸入廢水，進(jìn)而氧化成Fe³⁺，形成具有較高吸附絮凝活性的絮凝劑。陰極反應(yīng)產(chǎn)生大量新生態(tài)的[H]和[O]，在偏酸性的條件下，[H]和[O]均能與廢水中的許多成分發(fā)生氧化還原反應(yīng)，使有機(jī)大分子發(fā)生斷鏈降解，消除色度，提高廢水的可生化性。目前，微電解技術(shù)可作為印染廢水、化工廢水、電鍍廢水等各種高濃度、難降解工業(yè)廢水的預(yù)處理或后處理，并能顯著提高廢水可生化性。

傳統(tǒng)的微電解填料多采用固定式的鐵碳床，即將碎鐵屑和活性炭（或廢剛玉石墨顆粒等含碳類物質(zhì)）按一定比例物理混合于一箱體內(nèi)。但是，因鐵碳床中的鐵顆粒沒(méi)有被碳顆粒分散均勻，鐵顆粒之間容易生銹板結(jié)，使之在使用過(guò)程中容易產(chǎn)生板結(jié)現(xiàn)象，進(jìn)而導(dǎo)致微電解過(guò)程中斷，影響處理效果。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種鐵顆粒均勻的分散在碳顆粒周圍的鐵碳微電解填料；本發(fā)明還提供了一種鐵碳微電解填料的制備方法。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明由下述重量份數(shù)的原料制成：褐煤半焦30～45份、焦煤5～10份、冶金含鐵粉塵40～50份和適量粘結(jié)劑。

本發(fā)明所述冶金含鐵粉塵中主要成分的重量百分含量為：TFe?30%～50%，C?10～40%，Zn?1～3%，SiO₂?1～5%。所述的冶金含鐵粉塵為高爐粉塵、轉(zhuǎn)爐粉塵和軋鋼鐵鱗的混合物。

本發(fā)明所述的粘結(jié)劑為煤焦油，用量為10份。

本發(fā)明制備方法采用上述鐵碳微電解填料，該方法步驟為：先將褐煤半焦、焦煤、冶金含鐵粉塵及煤焦油混合，然后成型為球狀顆粒，最后微孔活化即可得到所述的填料。

本發(fā)明制備方法所述焦煤過(guò)200目；所述冶金含鐵粉塵的粒徑為90～260目。

本發(fā)明制備方法所述球狀顆粒的粒徑為2～6cm。所述球狀顆粒在150～250KN壓力下成型。

本發(fā)明制備方法所述微孔活化為：以水蒸氣為活化劑，以4～10℃/min的速率升溫至950～1050℃后，活化60～90min。

本發(fā)明制備方法所述褐煤半焦采用下述方法制備而成：褐煤經(jīng)破碎機(jī)粉碎至粒徑小于1.6mm，干燥、酸浸、烘干、干餾即可；所述酸浸介質(zhì)為35wt%～45wt%的硫酸；所述干餾是在隔絕空氣條件下，以4～10℃/min的速率升溫至400～1000℃后，干餾30～50min。

采用上述技術(shù)方案所產(chǎn)生的有益效果在于：本發(fā)明以褐煤半焦和冶金含鐵粉塵為原料制備鐵碳微電解填料（鐵碳活性焦），解決了冶金含鐵粉塵的處理問(wèn)題，環(huán)境效益明顯，工藝簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)，并且用于制備褐煤半焦的褐煤價(jià)格便宜、原料易得，大大提高了褐煤的利用價(jià)值。

本發(fā)明經(jīng)過(guò)高溫?zé)Y(jié)活化工藝使得填料中的鐵和碳以鐵碳包容構(gòu)架的形式存在，鐵骨架與碳鏈相互交叉，鐵顆粒均勻的分散在碳顆粒周圍，很好的解決了傳統(tǒng)微電解填料的板結(jié)問(wèn)題。經(jīng)高溫活化后的填料具有很大的比表面積、機(jī)械強(qiáng)度高、活性好、產(chǎn)生電流密度大、吸附絮凝效果好，作用效率穩(wěn)定的優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明制備的填料解決了傳統(tǒng)微電解填料容易鐵碳分離的問(wèn)題，微電解處理后的冶金焦化廢水的生化性大大提高，便于后續(xù)生化反應(yīng)的進(jìn)行。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。

實(shí)施例1：本鐵碳微電解填料采用下述原料和制備方法。

a．褐煤半焦的制備：褐煤經(jīng)破碎機(jī)粉碎為1.6mm，干燥、酸浸、烘干、干餾，其中，酸浸介質(zhì)為濃度為40wt%的硫酸，在隔絕空氣條件下干餾，干餾溫度為600℃、升溫速率為6℃/min，干餾時(shí)間為45min；