[發(fā)明專利]用于含磷廢水處理的硅藻土-鎳渣復(fù)合吸附材料及其制備

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410089584.4
• 申請日: 2014-03-12
• 公開（公告）號: CN103816863A
• 公開（公告）日: 2014-05-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 于巖;李杰;符成;吳瓊;莊國鑫;張庭士;郭思怡
• 申請（專利權(quán)）人: 福州大學(xué)
• 主分類號: B01J20/14
• 分類號: B01J20/14;B01J20/30;C02F1/28
• 代理公司: 福州元?jiǎng)?chuàng)專利商標(biāo)代理有限公司 35100
• 代理人: 蔡學(xué)俊

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于固體廢棄物的綜合利用領(lǐng)域，具體涉及一種一種用于含磷廢水處理的硅藻土-鎳渣復(fù)合吸附材料及其制備方法。

背景技術(shù)

隨著世界對鎳合金需求的迅猛增長，我國的鎳合金產(chǎn)量已經(jīng)連續(xù)多年居世界之首，在經(jīng)濟(jì)增長的同時(shí)，每年排放的冶煉爐渣總量也日漸上升，伴隨冶煉過程產(chǎn)生的大量廢渣主要處理方式為填埋，這不僅造成了金屬資源的巨大浪費(fèi)，而且對生態(tài)環(huán)境造成了嚴(yán)重的污染。以我國最大的鎳礦生產(chǎn)和加工企業(yè)—金川集團(tuán)公司為例，每年排放的冶煉爐渣總量就在1000*10⁴t以上，國內(nèi)鎳礦生產(chǎn)和加工企業(yè)有幾百家，每年產(chǎn)生工業(yè)廢渣數(shù)量驚人，該廢渣的主要成分為鈣、硅、鎂、鋁等元素的氧化物。曾有報(bào)道利用廢棄鎳渣合成獲得各種不同類型、性能優(yōu)良的微晶玻璃。為這些廢渣的綜合利用提供了很好的思路，在天然礦物原料價(jià)格持續(xù)走高的背景下，這些工業(yè)廢渣的二次充分利用具有持久的生命力。因此不斷拓寬和研究該廢渣新的再利用渠道和途徑也顯得非常必要。如不加利用就直接廢棄，也會(huì)對資源造成很大的浪費(fèi)。

鎳渣是金屬鎳和鎳合金冶煉過程中產(chǎn)生的一種固體廢渣，即其高溫熔融物經(jīng)水淬后形成的一種粒化爐渣，其化學(xué)成分因礦石來源和冶煉工藝的不同，有較大差異，其中SiO₂含量30%?-50%，F(xiàn)e₂O₃含量30%-60%，CaO含量1.5%-5%，MgO含量1%?-15%，Al₂O₃含2.5%-6%，NiO為3~6?wt?%。與粒化高爐礦渣相比，CaO、MgO和Al₂O₃含量低很多，但SiO₂和Fe₂O₃含量高很多，而Fe₂O₃是一種具有活性的成分。圖1是鎳渣的XRD譜圖。從圖1可以看出，鎳渣的主要結(jié)晶相為鎂質(zhì)斜鐵輝石(Fe,Mg)SiO₃,衍射峰明顯寬化說明鎳渣中玻璃相含量較高，這使得鎳渣結(jié)構(gòu)中存在大量的間隙。綜上所述，鎳渣是一種優(yōu)良的多孔性材料，具有顆粒細(xì)，比表面積大，活性高，性能穩(wěn)定、無定形等多種優(yōu)越性能，其在改性混凝土，制備微晶玻璃方面已成功得到應(yīng)用。本發(fā)明以鎳渣為主原料，結(jié)合硅藻土、石灰石，采用燒結(jié)法制備除磷吸附材料。

經(jīng)檢索，國內(nèi)外尚未有硅藻土膠凝材料結(jié)合鎳渣研制廢水除磷吸附材料的報(bào)導(dǎo)，該項(xiàng)目屬于國內(nèi)外首家研究發(fā)明的技術(shù)。本發(fā)明屬于固體廢棄物的綜合利用新技術(shù)范疇，不僅為鎳渣的綜合利用提供了新的思路和方向，拓寬其再利用的渠道，而且能避免其對環(huán)境的污染，又節(jié)約了生產(chǎn)成本，經(jīng)濟(jì)效益顯著，具有很好的推廣應(yīng)用價(jià)值。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于針對冶煉鎳鐵合金產(chǎn)生的廢棄物鎳渣和硅藻土、石灰石利用率低、污染環(huán)境等缺點(diǎn)，提供一種用于含磷廢水處理的硅藻土-鎳渣復(fù)合吸附材料及其制備方法。本發(fā)明不僅解決了冶煉鎳鐵合金過程中產(chǎn)生的廢棄物鎳渣對環(huán)境的嚴(yán)重污染，又節(jié)約了生產(chǎn)成本，經(jīng)濟(jì)效益顯著，具有推廣應(yīng)用價(jià)值；且其在污水處理方面有著十分廣泛的應(yīng)用前景。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種用于含磷廢水處理的硅藻土-鎳渣復(fù)合吸附材料，其原料包括鎳渣、硅藻土、石灰石。

原料組成按質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì)為：鎳渣40～50wt%，硅藻土30~40%，石灰石10～20wt%。

一種制備如上所述的用于含磷廢水處理的硅藻土-鎳渣復(fù)合吸附材料的方法，以鎳渣和硅藻土、石灰石為原料，經(jīng)原料混合、壓制成型、高溫反應(yīng)后，制得用于含磷廢水處理的硅藻土-鎳渣復(fù)合吸附材料。

用于含磷廢水處理的硅藻土-鎳渣復(fù)合吸附材料的制備方法，具體步驟為：

1）??原料混合：將鎳渣、硅藻土和石灰石按質(zhì)量配比置于球磨機(jī)中，研磨12~15小時(shí)，將研磨得到的漿料過濾脫水、90~110℃烘干、破碎，得到粒數(shù)小于30目的統(tǒng)料；

2）??壓制成型：在統(tǒng)料中加入結(jié)合劑聚乙烯醇，置于混料機(jī)中混合均勻，困料10~14小時(shí)后，將混料壓制成型；成型試樣在90~110℃烘干12小時(shí)；

3）??高溫反應(yīng)：將成型試樣置于馬弗爐中，800-1100℃反應(yīng)燒結(jié)2-5小時(shí)后，冷卻至室溫，得到硅藻土-鎳渣復(fù)合吸附材料。

步驟2）中結(jié)合劑聚乙烯醇的用量為統(tǒng)料的8-18wt%。

一種如上所述的用于含磷廢水處理的硅藻土-鎳渣復(fù)合吸附材料的應(yīng)用，具體為：用于含磷廢水中磷的去除。

本發(fā)明的有益效果在于：