[發(fā)明專利]一種用于轉(zhuǎn)爐造渣廢水殺菌、催化復(fù)合材料的制備方法及其應(yīng)用

有效

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• 申請日: 2018-11-28
• 公開（公告）號: CN109569685B
• 公開（公告）日: 2021-11-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 徐博濤;時夢楠;郭瑞;劉宣文;屠鑫鑫;徐娟娟
• 申請（專利權(quán)）人: 東北大學(xué)秦皇島分校
• 主分類號: B01J27/24
• 分類號: B01J27/24;C02F1/30;C21C5/36
• 代理公司: 沈陽亞泰專利商標代理有限公司 21107
• 代理人: 史力伏

本發(fā)明公開了一種用于轉(zhuǎn)爐造渣廢水殺菌、催化復(fù)合材料的制備方法，屬于冶金領(lǐng)域，具體涉及到可見光區(qū)具有催化效果及殺菌領(lǐng)域應(yīng)用。先將尿素在一定條件下進行煅燒成粉末A備用，其次配置含有硝酸銀、對氨基苯酚的水溶液B，再次配置N?N二甲基甲酰胺的醇溶液C，最后配置鎢酸鈉水溶液，然后將A、B、C分別加入到鎢酸鈉水溶液中，加入分散劑后進行超聲分散，經(jīng)過濾，洗滌、烘干，即得到用于轉(zhuǎn)爐造渣廢水殺菌、催化復(fù)合材料。通過本發(fā)明制備的材料，對羅丹明B及亞甲基藍有很強的光催化活性，對其進行轉(zhuǎn)爐渣中CaO催化降解活性測試的應(yīng)用方面，該材料表現(xiàn)出較好的效果，并能對爐渣后續(xù)水處理中大腸桿菌有殺菌效果，開拓了多功能催化粉體的應(yīng)用領(lǐng)域。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于冶金領(lǐng)域，具體涉及一種用于轉(zhuǎn)爐造渣廢水殺菌、催化復(fù)合材料的制備方法，具體涉及到可見光區(qū)具有催化效果及殺菌領(lǐng)域應(yīng)用。

背景技術(shù)

氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼發(fā)展20多年后就已在世界范圍被廣泛采用，轉(zhuǎn)爐冶煉一爐鋼的一般操作過程：由裝料、吹煉、測溫、取樣、出鋼、濺渣、倒渣構(gòu)成。而對轉(zhuǎn)爐化渣操作卻至今仍是煉鋼工藝中研究的重要課題。

130多年來，轉(zhuǎn)爐煉鋼一直使用石灰作為造渣原料，依鐵水的含硅、含磷量不同，消耗的石灰量從30kg/t鋼到70kg/t鋼不等。對于石灰在煉鋼初渣中溶解的研究，有研究認為：其溶解包括變質(zhì)解體和擴散溶解，由于活性石灰的顯氣孔率很大，其變質(zhì)速率遠大于溶解速率，因而變質(zhì)解體起主要作用?；钚允业娜芙膺^程是，熔渣首先沿活性石灰的氣孔滲入，在內(nèi)部將石灰分隔成小顆粒，熔渣在活性石灰內(nèi)部與石灰小顆粒發(fā)生界面反應(yīng)，形成不連續(xù)的由硅酸二鈣、鐵酸鈣組成的反應(yīng)層，破壞了CaO小顆粒之間的結(jié)合；由于生成鐵酸鈣低熔點相，在攪拌的作用下，活性石灰小顆粒彼此分離，整個活性石灰發(fā)生解體，分解為多個石灰細小顆粒進入熔渣，進而與渣中FeO、SiO₂發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，形成CaO·FeO·SiO₂（鈣鐵橄欖石）等低熔點化合物而被進一步熔化。活性石灰的變質(zhì)解體使其表面積大大增加，也導(dǎo)致石灰的擴散溶解速率大大加快。另外，低堿度、高FeO、低MgO含量的爐渣以及提高爐渣溫度均有利于增加活性石灰的變質(zhì)速率，同時也有利于提高活性石灰的擴散溶解速率。

因此，怎樣在保證爐溫的前提下，充分合理利用轉(zhuǎn)爐造渣工藝產(chǎn)生的“廢渣”，使其化渣時間縮短，得到活性最大的造渣工藝是目前研究的熱點問題。

本專利提供的方法，可以制備出一種用于轉(zhuǎn)爐造渣廢水殺菌、催化的復(fù)合材料，在新材料的制備上是一個創(chuàng)新性工作。將本專利制備的催化材料加入轉(zhuǎn)爐渣中，可以使轉(zhuǎn)爐渣具有可見光催化活性，使得化渣時間縮短，增加渣活性，實現(xiàn)可見光區(qū)降解，并在一定范圍內(nèi)對大腸桿菌有殺菌作用，避免了轉(zhuǎn)爐渣后續(xù)排放對環(huán)境的二次污染，實現(xiàn)了環(huán)境友好，效率提升的雙重作用。

發(fā)明內(nèi)容

為提升環(huán)境友好機制，彌補現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種用于轉(zhuǎn)爐造渣廢水殺菌、催化復(fù)合材料的制備方法，該方法制備出具有光催化活性的(Ag₈W₄O₈)_x/(C₃N₄)_y復(fù)合的可見光催化納米材料，具有納米結(jié)構(gòu)，且純度較高，工藝簡單，易于工業(yè)化生產(chǎn)，對環(huán)境友好，并且該粉體對大腸桿菌、催化爐渣中CaO活性有很好的作用。

本專利的研究思路及研究成果對半導(dǎo)體復(fù)合光催化劑的設(shè)計及性能優(yōu)化研究以及光催化降解鋼鐵及有色冶金工廠廢棄物研究具有很大的參考和借鑒意義。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種用于轉(zhuǎn)爐造渣廢水殺菌、催化復(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟。

步驟1. 將一定量尿素（(NH₂)₂CO）放入剛玉坩堝中，用錫箔紙包住，放入氮氣爐中在200℃加熱1-2h，然后在空氣馬弗爐中加熱到500-600℃，保溫2-3h，收集粉末A。