[發明專利]一種新型蓄水環境功能材料及其制備方法

在審

• 申請號: 202110778019.9
• 申請日: 2021-07-09
• 公開（公告）號: CN113429193A
• 公開（公告）日: 2021-09-24
• 發明（設計）人: 汪遠;邵雁;郭華軍;高智榮;劉子豪;向浩;胡國峰;陳堃;汪迪;覃慧;劉穎
• 申請（專利權）人: 中冶南方都市環保工程技術股份有限公司
• 主分類號: C04B33/132
• 分類號: C04B33/132;C04B33/13;C04B33/16;C04B33/32;C04B33/24;C04B33/30
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 羅敏清

本發明提供一種新型蓄水環境功能材料及其制備方法，屬于環境功能材料技術領域，其所制備的原材料由以下各組分的材料組成，按重量百分比包括：河湖淤泥40?75％，油基巖屑10?45％，有機纖維5％?25％，物相調整復配劑0?20％，增塑劑0.2?2％和發泡劑0.3?2％。本新型蓄水環境功能材料基于油基巖屑的資源化處理制備了新型環境蓄水功能材料，有效降低了固體廢物處理處置的環境風險，同時獲得了蓄水陶粒用于水資源涵養，有利于環境保護。

技術領域

本發明涉及環境功能材料技術領域，尤其是涉及一種新型蓄水環境功能材料及其制備方法。

背景技術

油基鉆井液在用于水平井與定向井鉆井作業的過程中，會產生大量油基巖屑。經現場初步處理后，仍有相當部分的油泥附著在顆粒狀的油基巖屑上，致使該固體廢物中含有大量的苯系物、酚類、蒽、芘等有機物、以及銅、鋅、鉻、汞等重金屬。目前，該類油基巖屑已被納入國家危險廢棄物名錄。目前國內常見的無害化處理方式就是焚燒法，即將油基巖屑與煤粉混勻后輸送至鍋爐中燃燒。但這種粗放的處理方式可能由于油基巖屑具有較大黏性而造成混勻不充分或堵塞設備，進而造成環境風險，而且焚燒后的灰渣需按環保要求進行填埋處理，更增加的處理成本。

另一方面，凈水-蓄水生態陶土是一種由粘土，頁巖或工業固體廢物制成的人造多孔材料，可用于凈水-蓄水、水資源涵養、生態修復等多種環境功能領域。常規陶粒的制備過程，是在燒結陶粒中加入發泡劑或者可燃組分。燒成后一般強度較大，而一般氣孔均勻性較差、氣孔率較低、且多為閉氣孔道結構，不能滿足蓄水材料的多孔通孔要求。目前生態環保陶粒的制備主要集中于高溫燒脹造孔技術或化學發泡造孔技術，對原料、熱源提供以及制備細節等都提出了很高的要求。

油基巖屑的主要成分為SiO₂、Al₂O₃、CaO、Fe₂O₃、MgO以及重晶石等，其主要組分為頁巖，是陶粒制備的主要原料之一；除此之外，油基巖屑中的含油率可達5-10％，可為陶粒的焙燒過程熱源的補充；而且，油基巖屑的顆粒粒徑通常在毫米以下，在無需預處理的情況下即可作為陶粒生料制備的原料。但油基巖屑作為蓄水陶粒的原料仍面臨黏度高、成分不合理、重金屬超標風險等不利因素。

因此，通過合理、有效地配方及燒制工藝的設計，充分利用油基巖屑中的熱能與物質組分，以及其高溫條件下的產氣過程，制備出符合具有連通孔隙的新型蓄水功能材料，無論是從環境保護以及資源循環利用的角度來看，都具有重要的意義。

發明內容

為了解決上述問題，提供了一種新型蓄水環境功能材料及其制備方法，基于油基巖屑的資源化處理制備了新型環境蓄水功能材料，有效降低了固體廢物處理處置的環境風險，同時獲得了蓄水陶粒用于水資源涵養，有利于環境保護。

本發明提供的一種新型蓄水環境功能材料及其制備方法，包括：河湖淤泥40-75％，油基巖屑10-45％，有機纖維5-25％，物相調整復配劑0-20％，增塑劑0.2-2％和發泡劑0.3-2％。

其中，河湖淤泥中的有機質含量為5-30％，經過干磨或者濕磨后氣粒徑低于1mm，粒徑太大對燒制陶粒高溫焙燒階段的物相反應不利，影響陶粒結構強度。

優選地，有機纖維包括滌綸、腈綸、錦綸、丙綸、高性能纖維、芳綸、聚乙烯纖維、聚氯乙烯纖維中的一種或多種，其中，纖維截面直徑或者其當量直徑為0.05-2mm，纖維長度為0.2-3cm。

優選地，物相調整復配劑是以玻璃粉、水玻璃、偏鋁酸鈉、石英和赤泥中的一種或多種物質與粉煤灰的復配而成，其顆粒粒徑低于1mm。

優選地，增塑劑包含聚乙烯吡啶鹽、聚丙烯酰胺、EVA乳膠中的一種或多種。

優選地，發泡劑為硫酸鐵、硫酸亞鐵、硫酸鈣、碳酸鈣和碳酸鈉中的一種或多種物質的復配；發泡劑的顆粒過200目篩，即其粒徑低于75μm。