[發明專利]利用廢舊含銅活性炭催化劑和鉆井泥漿制備的輕質陰極催化微電解填料及方法

有效

• 申請號: 202210040371.7
• 申請日: 2022-01-14
• 公開（公告）號: CN114349128B
• 公開（公告）日: 2023-10-24
• 發明（設計）人: 齊元峰;沈傳龍;任鵬;郗斐;王曉慧;江波;賀凱
• 申請（專利權）人: 山東艾特克環境工程有限公司
• 主分類號: C02F1/461
• 分類號: C02F1/461;C02F1/467;C02F1/70;C02F101/38
• 代理公司: 濟南金迪知識產權代理有限公司 37219
• 代理人: 楊磊

本發明涉及利用廢舊含銅活性炭催化劑和鉆井泥漿制備的輕質陰極催化微電解填料及方法，該填料以干基計，包括如下質量百分比的原料組成：鐵礦粉30～40％，含銅活性炭廢催化劑5～10％，鉆井泥漿50～65％。將含銅活性炭廢催化劑和鐵礦粉粉碎，備用；將含銅活性炭廢催化劑、鐵礦粉、鉆井泥漿按比例混合均勻，造粒制成生料球；將生料球，在隔絕空氣的條件下，分別經過預熱、燒結，得到微電解填料。本發明制得的含銅活性炭廢催化劑聯合鉆井泥漿制備的輕質陰極催化微電解填料，既有利于含銅活性炭廢催化劑和鉆井泥漿的資源化利用，又能優于普通微電解電料的性能。

技術領域

本發明涉及一種利用廢舊含銅活性炭催化劑和鉆井泥漿制備的輕質陰極催化微電解填料及方法，屬于固體廢物資源化領域。

背景技術

高純度氣體、液體、煉油、石化行業中常用含銅活性炭作為催化劑，經長時間使用后，由于含銅活性炭催化劑會由于銅的氧化而失效并以廢催化劑的方式存放在企業中。由于催化劑中銅的豐度不高，不具備回收價值，作為載體的活性炭由于銅元素的存在不具備后續利用的價值。在石油天然氣挖掘、開采、修井等過程當中，會進行產生大量廢棄泥漿。廢棄鉆井泥漿中存在的巖屑、加重劑等添加劑、各種有機與無機鹽、重金屬元素等會對環境造成一定危害。

微電解技術是處理高濃度有機廢水的一種理想工藝，又稱為內電解，利用鐵-碳顆粒之間的電位差而產生了無數微小電池的作用，使廢水中的污染物通過電化氧化—還原反應、凝聚、氣浮和沉降等作用，達到凈化的目的?，F有關于微電解填料方面的技術報道，例如：CN110818034A公開了一種多相催化微電解填料及制備方法，它包括有以下組分經混合，成型和燒結而成，各組分含量wt％為：無煙煤5％～25％，氧化鋁粉8％～20％、粘土13％～26％，王仙石5％～10％，粘結劑1-2％，還原鐵粉30-50％，稀貴金屬0.5％～2％，復合塑性劑0.5％～3％，所述復合塑性劑包括水曲柳粘土、維羅球粘土、南坑高嶺土；制備方法包括有以下步驟研磨、脫水、真空、成型、烘干、燒結。然而，其不僅成分復雜，而且使用稀貴金屬，成本較高。CN104174440A公開了一種銅基鐵碳微電解催化劑，它由工業用氧化銅、三氧化二鐵、褐煤、結構助劑、高粘劑組成，其特征在于按其重量組份工業用氧化銅10-20、三氧化二鐵30-40、褐煤35-42、結構助劑5-40、高粘劑5-20配制，用常規真空混捏合后用模具壓制成銅基鐵碳微電解催化劑初坯，用模具壓制成型后，經150℃干燥，再在1100-1300℃窯爐中焙燒，即得銅基鐵碳微電解催化劑。然而，該電解催化劑均是采用工業原料，成本較高。

目前，現有技術中對鉆井泥漿的處理多是采用鐵碳微電解等處理后進行資源化利用，例如：CN101475285A公開的天然氣田污水及固體污染物綜合處理工藝方法，CN104355476A公開的一種用于油氣田鉆井廢棄物整體達標處理的工藝及裝置。但是，現有技術中沒有將鉆井泥漿用于制備微電解填料方面的報道。

因此，迫切需要找到廢舊含銅活性炭催化劑和鉆井泥漿的消納途徑，將其制備性能良好的輕質陰極催化微電解填料，未見報道。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明提供一種利用廢舊含銅活性炭催化劑和鉆井泥漿制備的輕質陰極催化微電解填料及方法。本發明以含銅活性炭廢催化劑、鐵礦粉、鉆井泥漿為原料，聯合制備輕質陰極催化微電解填料。其中，鉆井泥漿和鐵礦粉可提供制備輕質陶粒的骨架部分，鉆井泥漿中的堿性金屬還可以起到助熔作用；鐵礦粉可起產氣作用，使陶粒膨脹；鐵礦粉和活性炭組成微電解體系，可還原處理廢水，活性炭中的銅可作為催化材料，提高鐵礦粉的還原能力。而金屬銅的加入又能大大提高鐵的還原能力，提高了反應效率，使難降解有機物得到較充分的還原，適用pH范圍也更廣。更重要的是，本發明將廢舊含銅活性炭催化劑和鉆井泥漿成功進行了資源化再利用，變廢為寶，得到的微電解填料催化性能良好，一舉兩得。

本發明的技術方案如下：

一種輕質陰極催化微電解填料，以干基計，包括如下質量百分比的原料組成：

鐵礦粉30～40％，含銅活性炭廢催化劑5～10％，鉆井泥漿50～65％。