[發明專利]一種利用垃圾焚燒爐渣和鉬尾礦制備水處理陶粒的方法

有效

• 申請號: 202210086942.0
• 申請日: 2022-01-25
• 公開（公告）號: CN114409432B
• 公開（公告）日: 2023-04-11
• 發明（設計）人: 孟軍平;胡之文;梁金生;王亞平
• 申請（專利權）人: 河北工業大學
• 主分類號: C04B38/06
• 分類號: C04B38/06;C04B38/00;C04B33/135;C04B33/132;C04B33/13;C04B33/04
• 代理公司: 天津翰林知識產權代理事務所(普通合伙) 12210
• 代理人: 付長杰

本發明公開了一種利用垃圾焚燒爐渣和鉬尾礦制備水處理陶粒的方法，涉及垃圾焚燒爐渣和鉬尾礦資源化利用及無害化處理技術領域。本發明制備陶粒所用的主要原料由垃圾焚燒爐渣和鉬尾礦組成，其中垃圾焚燒爐渣的質量百分比為20～40％，鉬尾礦的質量百分比為40～70％；陶粒的制備方法為：將烘干磨碎成干粉；按配比稱取垃圾焚燒爐渣、鉬尾礦和添加劑粉料，混合攪拌均勻送至成球制粒機中造粒成型，最后經烘干后煅燒制得陶粒成品。本發明的陶粒表面粗糙、內部多孔，可用作水處理濾料；本發明的水處理陶粒濾料將垃圾焚燒爐渣和鉬尾礦資源化利用，具有良好的經濟效益和社會效益。

技術領域

本發明涉及垃圾焚燒爐渣和鉬尾礦資源化利用及無害化處理技術領域，具體而言涉及一種利用垃圾焚燒爐渣和鉬尾礦制備水處理陶粒的方法。

背景技術

隨著社會的不斷發展，生活垃圾清運量逐年上升。焚燒發電作為一種有效的廢物處理方式，在我國得到廣泛運用。垃圾經焚燒處理后產生大量固體殘余物焚燒爐渣，其成分主要有二氧化硅、氧化鋁、氧化鈣和鐵氧化物等成分。目前對于垃圾焚燒爐渣多以填埋或堆存為主，資源化利用率較低，一方面占用大量場地，另一方面由于焚燒爐渣中含有活性重金屬成分，如果管理不善，容易造成環境污染。

中國作為鉬資源豐富的國家，潛在資源量為8960萬噸。但是大部分礦區的鉬品位較低，富礦僅占總儲量的1％。隨著鉬資源的不斷開發，隨之而來產生的鉬尾礦不僅侵占土地資源，還對周圍環境造成一定的污染。

水處理陶粒為一種具有一定強度及較大比表面積的多孔球形陶瓷顆粒材料，具有負載水處理微生物的作用，主要作為濾料應用于曝氣生物濾池、人工濕地等廢水處理技術中。隨著生態建設的不斷推進，水處理陶粒原料從原來的頁巖、黏土轉向廢渣尾礦等工業固體廢棄物，部分工業固廢可以作為陶?；w材料，在制備陶粒成品的過程中消耗工業廢棄物，同時帶來良好的社會環境效益和客觀的經濟效益。

目前也有鉬尾礦(CN202011535271.9、CN201511031607.7)和垃圾焚燒爐渣(CN202010657111.5)制備陶粒的專利和技術，但是陶粒制品主要用作建筑材料，其孔隙率和吸水率均較低，不能用于水處理領域，因此如何能利用垃圾焚燒爐渣和鉬尾礦制備出滿足水處理要求的陶粒是本申請的難點。

發明內容

本發明的目的在于，提供一種用垃圾焚燒爐渣和鉬尾礦制備水處理陶粒的方法，解決垃圾焚燒爐渣和鉬尾礦無害化處理及資源化利用問題。該方法以垃圾焚燒爐渣和鉬尾礦為主要原料，通過各種原料粉磨、混料、成型、干燥、燒結得到多孔材料。本發明的材料應用于生活污水處理，具有良好的應用前景，可以達到以廢制廢的目的，對環境保護具有重要意義。

為實現上述目的，本發明的技術方案是：

一種用垃圾焚燒爐渣和鉬尾礦制備水處理陶粒的方法，所述的水處理陶粒由以下質量百分比的原料制備而成：20～40wt.％垃圾焚燒爐渣、40～70wt.％鉬尾礦、5～10wt.％粘結劑、10～15wt.％造孔劑，所述爐渣為垃圾焚燒產生的一種固體殘渣，其中堿金屬和堿土金屬氧化物含量很高可作為陶粒燒結過程中的助熔成分，鉬尾礦中氧化硅含量很高，可作為優良的成陶基體材料。

本發明陶粒配方中粘結劑為具有良好的粘結性和吸附性質的凹凸棒石和高硅含量、質輕、內部分布大量亞微米孔的硅藻土中的至少一種。本發明中由于大量加入了垃圾焚燒爐渣和鉬尾礦固廢，這些固廢不能很好地粘結在一起，因此引入粘結劑，可以增加陶粒濾料的可塑形，方便造粒成型，提高固廢利用率。

上述這兩種粘結劑一方面因為兩種材料硅含量都較高，可作為補硅劑，另外一方面凹凸棒石比表面積較高，而硅藻土具有較高的孔隙率、較大的比表面積和耐酸等特點，二者作為添加劑既可以提升陶粒的成孔能力，又能增強陶粒對污染物的吸附能力，與固廢協同作用，能夠使體系中的二氧化硅含量高于40％，且氧化鋁含量在整個體系中的含量在10％以上，能夠保持陶粒具有較高的孔隙率。