[發明專利]一種基于農作物秸稈與煉鎂廢棄物的除氟材料制備方法

有效

• 申請號: 201510212910.0
• 申請日: 2015-04-29
• 公開（公告）號: CN104888697B
• 公開（公告）日: 2017-03-22
• 發明（設計）人: 周向清;張志敏
• 申請（專利權）人: 北京綠潔美科技有限公司
• 主分類號: B01J20/20
• 分類號: B01J20/20;B01J20/30;C02F1/28;C02F1/58
• 代理公司: 長沙市融智專利事務所43114
• 代理人: 顏勇

技術領域

本發明涉及農作物秸稈與熱法煉鎂過程所產生廢氣與廢渣的再利用技術，具體涉及一種基于農作物秸稈與煉鎂廢棄物的除氟材料制備方法，該除氟材料可高效去除一般工業廢水與有色金屬電沉積用電解液中的氟。屬于水處理材料制備技術領域。

背景技術

我國的含氟廢水具有成分復雜、水量大以及分布廣等特點，含氟廢水主要來自于氟化學工業、鋼鐵生產、鋁電解與鋁加工、制酸與含硫化肥生產、玻璃制品制造與加工、有色金屬冶煉等行業，同時，在某些地區的地表水與地下水中的氟含量也嚴重超標。水體中高氟的存在，對人類的生產、生活環境造成了極大的危害。

為了降低氟的危害，人們開發了多種除氟技術，這些技術主要包括混凝沉淀法、吸附法、離子交換法以及膜分離法等。盡管這些技術在降低水體中氟含量方面有著積極的效果，但依然存在處理成本高、除氟劑制備需要消耗較多的資源、除氟劑用量大、產生二次污染、對不同PH值水體處理沒有普適性等方面的缺陷。專利CN102259946A、CN102357357A與CN104324684A均可以獲得不錯的除氟效果，但采用了含Ti、Zr、Ce等元素的原料，導致這些除氟材料的成本高，并且只適用于處理中性水；專利CN1966407A公布了鋁鹽與磷酸鹽對酸性鋅電解液除氟的方法，但該法導致了電解液中有價元素鋅的不小損失。

另一方面，我國冶煉金屬鎂所采用的主要工藝是硅熱法，現行工藝流程所產生大量含CO₂的廢氣大多未經處理便直接排入大氣，所產生大量的廢煅白、粉塵與還原渣等固體廢棄物也嚴重污染了環境。同時，我國還是一個生物質資源非常豐富的國家，每年所產生的大量包括農作物秸稈等在內的生物質廢料都沒有被有效利用。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術之不足而提供一種工藝簡單合理、操作方便、利用農作物秸稈與熱法煉鎂過程所產生廢氣與廢渣制備除氟材料的基于農作物秸稈與煉鎂廢棄物的除氟材料制備方法；本發明不僅實現了農作物秸稈與熱法煉鎂過程所產生廢棄物的資源化利用，而且，所制備的除氟劑還可高效去除寬PH值范圍內水體中的氟。

本發明一種基于農作物秸稈與煉鎂廢棄物的除氟材料制備方法，包括下述步驟：

第一步：生物質粘結劑的制備

將秸稈在8～10倍秸稈質量的水中浸泡至少1天后，添加不超過秸稈質量35％的熟石灰，攪拌均勻得到混合物，將混合物加熱至沸騰，保溫3～4h，得到黃色粘稠狀物質，向黃色粘稠狀物質中加入不超過其體積20％的磷酸、攪拌均勻，得到生物質粘結劑；

第二步：硅熱法煉鎂流程中所產生固體廢棄物的消化與碳酸化

將硅熱法煉鎂廢棄物破碎過200目篩，篩下物加入水中進行消化制得消化漿液，向消化漿液中通入二氧化碳，進行碳酸化處理，得到碳酸化料漿；將碳酸化料漿過濾，得到第一濾液和第一濾渣；第一濾渣烘干后破碎至200目以下得到第一濾渣粉末，備用；

第三步，濾液的熱分解

往第二步所得濾液中加入占濾液體積1-3％的酒精與占濾液體積0.1-0.3％的添加劑，然后在90-100℃的溫度下進行熱分解40-60分鐘后過濾，得到第二濾液與第二濾渣，第二濾液返回第二步，用于配制消化漿液，第二濾渣烘干后備用。

第四步，混料、成型與高溫熱處理

取第二步所得第一濾渣粉末與混合粘結劑混合，得到混合料，混合料中，混合粘結劑的加入量為第一濾渣粉末質量的20-40wt％；

將混合料在最大50MPa的壓力下壓制成型，得到成型坯；

將成型坯置于高溫爐中，首先在80-120℃烘烤1-2小時去除水分，然后封閉爐門，在隔絕空氣的條件下，于600-800℃保溫30-120分鐘，隨爐冷卻，得到基于農作物秸稈與煉鎂廢棄物的除氟材料。

本發明一種基于農作物秸稈與煉鎂廢棄物的除氟材料制備方法，第一步中，秸稈的平均尺寸≤3mm；在水中浸泡1-3天，熟石灰的添加量為秸稈質量30～35％，磷酸的加入量占黃色粘稠狀物質體積的10-20％。

本發明一種基于農作物秸稈與煉鎂廢棄物的除氟材料制備方法，第二步中，所述消化漿液由篩下物與水按液固比2:1-4:1配置。

本發明一種基于農作物秸稈與煉鎂廢棄物的除氟材料制備方法，第二步中，所述硅熱法煉鎂廢棄物是指硅熱法煉鎂流程的煅燒過程產生的廢煅白、鎂還原渣與粉塵。

本發明一種基于農作物秸稈與煉鎂廢棄物的除氟材料制備方法，第二步中，所述二氧化碳采用硅熱法煉鎂工藝的白云石煅燒工序所產生的二氧化碳。