[發明專利]一種鋼渣/礦渣/粉煤灰復合廢渣多孔吸附材料、制備方法及應用

在審

• 申請號: 202111160743.1
• 申請日: 2021-09-30
• 公開（公告）號: CN113797884A
• 公開（公告）日: 2021-12-17
• 發明（設計）人: 閆姝;馮雪;白得滹;黃凱;邢鵬飛
• 申請（專利權）人: 東北大學
• 主分類號: B01J20/10
• 分類號: B01J20/10;B01J20/30;C02F1/28;C02F101/30;C02F101/20
• 代理公司: 大連理工大學專利中心 21200
• 代理人: 劉秋彤

1.一種鋼渣/礦渣/粉煤灰復合廢渣多孔吸附材料的制備方法，其特征在于，本發明利用控制原料活性及成分反應控制反應進程的方式將粉煤灰/礦渣/鋼渣三種冶金廢渣作為反應原料室溫條件，制備過程按照如下步驟進行：

步驟一、冶金廢渣破碎及混合處理：將塊體原料鋼渣、礦渣采用機械方式粉碎并研磨，同時將粉煤灰采用機械方式研磨，將破碎后的鋼渣、礦渣、粉煤灰通過100-200目的篩子篩分待用，并將鋼渣、礦渣、粉煤灰三者按照質量比為(10-25)％：(10-25)％：(50-80)％預先通過機械攪拌的方式混合均勻；

步驟二、堿性激發溶膠溶液的制備：將氫氧化鉀或氫氧化鈉倒入質量分數為25％～45％的硅溶膠中，并采用磁力攪拌混合，攪拌均勻后得到堿性激發溶膠溶液；所述的氫氧化鉀或氫氧化鈉與質量分數為25％～45％的硅溶膠的質量比為(20-30)：(55-65)；

步驟三、廢渣堿激活漿料的配置：將步驟一中混合好的鋼渣、粉煤灰、礦渣粉體，緩慢地加入步驟二中的堿激發溶膠溶液中，并使用機械攪拌器攪拌均勻，加入蒸餾水調節料漿粘度，使料漿在剪切速率50～60S^-1時粘度為500mPa·s～800mPa·s之間，得到含有廢渣的堿激活漿料；混合廢渣與激發溶液的質量比為(60-85)：85；

步驟四、鋼渣/礦渣/粉煤灰復合廢渣多孔材料的成型：將步驟三中的堿激活漿料倒入模具中，置于25℃-60℃的條件下固化1-5h成型，獲得塊狀堿激發廢渣多孔材料；

步驟五、鋼渣/礦渣/粉煤灰復合廢渣多孔材料的顆粒化：采用機械方式對步驟四中的塊狀堿激發廢渣多孔材料進行破碎，粉碎成150-450μm的顆粒，過篩，選擇40-100目粒徑的顆粒，得到顆粒狀多孔材料；

步驟六、多孔鋼渣/礦渣/粉煤灰復合廢渣吸附材料的制備：將步驟五中獲得的顆粒狀多孔材料投入去離子水，加入低濃度鹽酸溶液中和多余的堿性，浸泡1-3天，之后采用振蕩箱震蕩清洗1-3天，取出后用無水乙醇清洗，之后在25-60℃下干燥1-3天即可獲得鋼渣/礦渣/粉煤灰復合廢渣多孔吸附材料。

2.根據權利要求1所述的一種鋼渣/礦渣/粉煤灰復合廢渣多孔吸附材料的制備方法，其特征在于，所述的步驟一中，鋼渣、礦渣破碎后粒徑為1-10μm，粉煤灰研磨后粒徑為1-8μm。

3.根據權利要求1所述的一種鋼渣/礦渣/粉煤灰復合廢渣多孔吸附材料的制備方法，其特征在于，所述的步驟一中，鋼渣、礦渣、粉煤灰通過機械攪拌的方式混合時間為1-10分鐘。

4.根據權利要求1所述的一種鋼渣/礦渣/粉煤灰復合廢渣多孔吸附材料的制備方法，其特征在于，所述的鋼渣、礦渣、粉煤灰三者質量比優選為(10-20)％：(10-20)％：(60-80)％。

5.根據權利要求1所述的一種鋼渣/礦渣/粉煤灰復合廢渣多孔吸附材料的制備方法，其特征在于，所述的步驟二中，攪拌速度為1000-1200rpm，攪拌時間為0.5-2h。

6.根據權利要求1所述的一種鋼渣/礦渣/粉煤灰復合廢渣多孔吸附材料的制備方法，其特征在于，所述的步驟三中，機械攪拌器攪拌時間為15-25分鐘。

7.根據權利要求1所述的一種鋼渣/礦渣/粉煤灰復合廢渣多孔吸附材料的制備方法，其特征在于，所述的步驟三中，混合廢渣與激發溶液的質量比為75：85。

8.根據權利要求1所述的一種鋼渣/礦渣/粉煤灰復合廢渣多孔吸附材料的制備方法，其特征在于，所述的步驟六中，無水乙醇清洗次數為1-3次。

9.權利要求1-8任一所述的制備方法制得的一種鋼渣/礦渣/粉煤灰復合廢渣多孔吸附材料。

10.權利要求1-8任一所述的制備方法制得的一種鋼渣/礦渣/粉煤灰復合廢渣多孔吸附材料的應用，其特征在于，所述的鋼渣/礦渣/粉煤灰復合廢渣多孔吸附材料用于對亞甲基藍和鎘離子的吸附。