[發明專利]一種赤泥中回收硅制備硅酸鈣去除水中氮磷的方法

有效

• 申請號: 201611009911.6
• 申請日: 2016-11-17
• 公開（公告）號: CN106629757B
• 公開（公告）日: 2019-08-13
• 發明（設計）人: 朱琦;司麒石;邢子鵬
• 申請（專利權）人: 黑龍江大學
• 主分類號: C01B33/24
• 分類號: C01B33/24;C02F1/52;C02F1/66;C02F101/16;C02F101/10
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一種利用赤泥中回收的硅制備硅酸鈣去除水中氮磷的方法，它涉及一種去除水中氮磷的方法。本發明不僅解決廢物資源化問題，還解決水中多余氮磷去除問題。方法：先采用稀鹽酸浸出赤泥中大部分金屬氧化物，再用濃硫酸浸出赤泥中鈦及稀土元素，剩余二氧化硅粉末，利用水熱法將提取出來的二氧化硅制成硅酸鈣。向含有氮磷的廢水中加入一定量的硅酸鈣，在一定溫度下振蕩，通過氣液分離作用去除水中氨氮，通過配體交換，化學沉淀作用去除水中磷。

技術領域

本發明涉及一種廢物資源化同時去除水中氮磷的方法

背景技術

近年來，隨著我國經濟的不斷發展，工業和農業結構也進行了調整。在鋁工業的不斷發展的同時，產生了大量的赤泥廢棄物。限制我國鋁工業可持續發展的瓶頸，赤泥的廢棄物的去除是我國鋁產業的一大問題。赤泥堆積會使大量廢堿液滲透到附近土地中,造成土壤堿化、沼澤化,污染地表、地下水源,長期飲用這類水源會影響身體健康。處理赤泥是一個嚴重的問題。在我國規模化畜禽養殖業發展迅速，并已成為農村經濟發展中的重要支柱。規模化畜禽養殖具有生長周期、提高產量、節約成本、便于管理等優點。但是大量畜禽廢水帶來一系列的環境污染問題，且污染相對集中，處理困難。畜禽養殖廢水的直接排放不僅會污染地表水體，引起水體富營養化，還會對地下水和農田生態系統造成破壞，甚至危害人體健康。由于高氨氮的情況，可生化性不好。所以在厭氧好氧處理之后的廢水，其中的氨氮，磷濃度存在著超過國家標準(GB18596-2001)的可能。

在厭氧好氧生物處理之后，氮磷濃度無法達到標準，若加入利用回收赤泥中的硅制成的硅酸鈣，處理剩余的氨氮和磷。這種方法將同時解決工業赤泥處理困難及農業水中氮磷超標的問題。

發明內容

本發明是解決赤泥資源化，生化法處理高氮磷廢水的不足問題。而提供一種硅酸鈣的制備方法及其應用。

一種利用赤泥中回收的硅制備硅酸鈣去除水中氮磷的方法，其特征在于赤泥中回收的硅制備硅酸鈣去除水中氮磷的方法是按以下步驟進行：

一、酸浸提取：將赤泥粉末加入濃度為3mol/L稀鹽酸中，固液比為1:16，酸浸溫度為90℃下攪拌1.5h，然后利用離心方法將浸出液和浸出渣固液分離，浸出渣用蒸餾水多次洗滌烘干，再將浸出渣按固液比1:10加入90％的濃硫酸中，酸浸溫度為90℃下攪拌浸出2h，然后利用離心法固液分離，得到浸出渣為二氧化硅；

二、硅酸鈣的制備：CaO與赤泥中提取的SiO₂混合攪拌10～30min，按固液比1:20～1:30加入到水熱反應釜中180℃～220℃水熱8～24h，然后在100℃～120℃下烘干8～10h，研磨后過篩保存；

三、氮磷去除實驗：在25℃和120r/min震蕩的條件下向含有氨氮濃度為10mg/L，磷濃度為5mg/L水中加入硅酸鈣進行反應，反應時間40h，得到處理后的溶液；所述含有氮磷的水的pH值是11.19；所述硅酸鈣的質量與含有氮磷的水的體積比為1g:1000mL。

本發明的有益效果：

本發明操作簡單，氮磷的去除率分別為69％和92.13％，能有效的去除水中的氮磷。主要作用機制：氨氮的去除是利用氣液分離作用，溶液pH達到9.5以上NH₄⁺轉化為NH₃氣體去除。磷的去除是利用配位交換作用機制，SO₄^2-與PO₄^-進行配體交換產生磷酸鈣沉淀去除。利用赤泥中回收的SiO₂制得的硅酸鈣，達到廢物資源化的效果，也對水中的氮磷有去除作用。硅酸鈣對氨氮的氣液分離和磷酸根的配位交換，化學沉淀，使其有效地去除水中氮磷。

具體實施方式

具體實施方式一：本實施方式一種利用赤泥中回收的硅制備硅酸鈣去除水中氮磷的方法是按以下步驟進行：