CN101670264A - 免烧法制备的脱硫灰渣废水除磷材料及制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种免烧法制备的脱硫灰渣废水除磷材料及制备方法，属于可回收废水除磷生态环境材料。解决现有技术中脱硫灰渣利用不合理，废水中磷元素去除不完全、成本高、工艺流程复杂等技术问题；本发明充分利用脱硫灰渣中含丰富的钙资源，将预处理后的脱硫灰渣与水泥按适当比例混合均匀后，成型，以免烧的形式养护制成废水除磷材料。本发明产品配方与工艺简单，成本低廉，除磷能力强，制品强度高，可回收，解决了制约除磷材料回收再生方面的技术难题，具有很强的市场竞争能力和推广应用价值。
Description
技术领域
本发明属于可回收废水除铅生态环境材料，更具体涉及一种免烧法制备的脱硫灰渣废水除磷材料及制备方法。
背景技术
我国含SO2的废气主要来自燃煤发电厂、钢铁生产中的烧结机和冶金炉窑。烧结机是现代钢铁生产工艺的重要设备之一，也是钢铁生产工艺烟尘排放的重点污染源。高炉容积不断增大，与之匹配的烧结机单机能力也不断增大，正向大型带式烧结机发展。烧结机大型化的发展趋势，必然带来单机废气量和烟尘排放量的增大，控制烧结机烟尘污染势在必行。各钢铁公司都在积极寻找适合本企业的脱硫方案，福建三明钢铁厂采用干法石灰脱硫新工艺，所排出的脱硫灰渣是一种干态的混合物，包含有飞灰、石灰石粉经煅烧和增湿后产生的各种钙基化合物以及未完全反应的吸收剂，在综合利用方面具有一定的困难。
人类的各种活动，导致大量富含氮磷的废水排入江河湖海，造成水体富营养化，对人类的生存与发展具有极大的危害。磷是富营养化的主要元素，因此，水体磷的净化成为普遍关注的话题。目前除磷的主要方法有3种，(1)化学沉淀法：向水体投放混凝剂，生成Ca5OH(PO3)3、ALPO4、FePO4等难溶性的沉淀物。该法需要投放大量混凝剂，成本高，形成的污泥会导致水体二次污。(2)生物法：种植对氮磷具有净化和吸附性能的水生植物，将氮和磷贮存到植物组织中后捞走，此法受时间、季节与环境条件限制；生物膜法因膜表面易污染堵塞、清洗困难，也受限。(3)吸附法：包括物理吸附与化学吸附，是目前最有前途的脱磷方法。但除磷效率不高，投放大量吸附剂粉料后，淤泥增多，回收困难，二次污染更为严重。
脱硫灰渣含丰富的钙资源，其中钙活性很高，除磷响应时间快、效率高，吸附除磷能力强，但直接投入废水中除磷时，生成难溶性的沉淀物，形成的污泥会导致水体二次污染，除磷材料无法回收。
发明内容
本发明的目的是提供一种免烧法制备的脱硫灰渣可回收废水除磷材料及制备方法，解决现有技术中脱硫灰渣利用不合理，废水中磷元素去除不完全、成本高、工艺流程复杂等技术问题；本发明用脱硫灰渣为主要原料，采用免烧工艺，不仅制品性能好，生产成本低，可回收，除去水中磷元素效果好，除磷成本低，有利于实现环境保护和变废为宝的双重目的。
本发明的可回收高效废水除磷材料，其原料配方，按照重量百分比包括：脱硫灰渣60-90％，水泥10-40％。
本发明的具体步骤为：a)将脱硫灰渣过60目筛；b)按配方准确称取原料，加适量水混合均匀；c)将混合料压制成型为外径6-12mm，内径3-9mm，长6-12mm的管状试样，或者制成外径15-21mm，内径9-15mm，长10-16mm的空心环状试样。d)放在水中静置养护28天后制得可回收废水除磷材料。
本发明的显著优点是：较之已有技术而言，本发明充分利用脱硫灰渣来源广泛，密度低，具有生物活性的特点，本发明专利将脱硫灰渣与水泥按一定比例混合，制成各种试样，使脱硫灰渣粒子固化。本发明专利的废水除磷材料，强度高，在水中的稳定性好，废水中的磷酸根离子会与脱硫灰渣粒子产生反应达到除磷的目的；另一方面用本发明专利制成的脱硫灰渣废水除磷材料，工艺简单，能耗低、材料强度高，可回收，解决了制约除磷材料回收再生方面的技术难题。主要采取免烧工艺制备材料，工艺简单、除磷速度快、效率高、可回收。制品不仅成本低，提高了市场竞争力，更有利于实现环境保护和变废为宝的双重目的。
具体实施方式
可回收废水除磷材料的原料配方，按照重量百分比包括：脱硫灰渣60-90％，水泥10-40％。
以上的脱硫灰渣为钢铁厂烧结炉脱硫产物，水泥为普通硅酸盐水泥。
脱硫灰渣可回收废水除磷材料的制备方法为采用不需热处理的免烧工艺，其制备方法的具体步骤为：
a)脱硫灰渣过60目筛。
b)按配方准确称取原料，加适量水(每1kg的混合料中，加入150-400mL的水)混合均匀；
c)将混合料压制成型试样为外径6-12mm，内径3-9mm，长6-12mm的管状试样，或者制成外径15-21mm，内径9-15mm，长10-16mm的空心环状试样。
d)将成型后的样品放在水中静置养护28天后即可制得可回收废水除磷材料。
将本发明的废水除磷材料材料置于含磷废水中除去含废水中的磷元素；所述废水除磷材料用过后从水中捞起，回收循环使用。
以下是本发明的几个具体实施例，进一步说明本发明，但是本发明不仅限于此。
实施例1，
利用脱硫灰渣和水泥为原料制备制备可回收废水除磷材料，其原料配方，按照重量百分比如下：脱硫灰渣63％，水泥37％。
制备步骤：
将脱硫灰渣60目筛；
按配方准确称取原料、水泥，加适量水(每1kg的混合料中，加入250mL的水)混合均匀；
将混料进行压制成型，制成外径8mm，内径4mm，长16mm的空心管状试样；
放在水中静置养护28天，制得可回收废水除磷材料。
废水除磷净材料性能：在水槽中加入除磷净化材料及模拟废水(5mg/l KH2PO4水溶液)，剂量为1个/40ml，每个约为2g，使除磷材料与模拟废水溶液相接触，在各个设定的时间采样，利用可见光分光光度计钼蓝法测试磷浓度随时间的变化情况。48小时后磷浓度降到了0.00mg/L。
实施例2：
利用脱硫灰渣和水泥为原料制备制备可回收废水除磷材料，其原料配方，按照重量百分比如下：脱硫灰渣69％，水泥31％。
制备步骤：
a)将脱硫灰渣过60目筛；
b)按配方准确称取原料、水泥，加适量水(每1kg的混合料中，加入250mL的水)混合均匀；
c)将混料进行压制成型，制成外径8mm，内径4mm，长16mm的空心管状试样；
d)放在水中静置进行养护28天，制得可回收废水除磷材料。
废水除磷净材料性能：在水槽中加入除磷净化材料及模拟废水(5mg/l KH2PO4水溶液)，剂量为1个/40ml，每个约为2g，使除磷材料与模拟废水溶液相接触，在各个设定的时间采样，利用可见光分光光度计钼蓝法测试磷浓度随时间的变化情况。48小时后磷浓度降到了0.15mg/L。
实施例3：
利用脱硫灰渣和水泥为原料制备制备可回收废水除磷材料，其原料配方，按照重量百分比如下：脱硫灰渣78％，水泥22％。
制备步骤：
a)将脱硫灰渣过60目筛；
b)按配方准确称取原料、水泥，加适量水(每1kg的混合料中，加入250mL的水)混合均匀；
c)将混料进行压制成型，制成外径8mm，内径4mm，长16mm的空心管状试样；
d)放在水中静置进行养护28天，制得可回收废水除磷材料。
废水除磷净材料性能：在水槽中加入除磷净化材料及模拟废水(5mg/l KH2PO4水溶液)，剂量为1个/40ml，每个约为2g，使除磷材料与模拟废水溶液相接触，在各个设定的时间采样，利用可见光分光光度计钼蓝法测试磷浓度随时间的变化情况。48小时后磷浓度降到了0.05mg/L。
Claims (8)
1.一种免烧法制备的脱硫灰渣可回收废水除磷材料，其特征在于：所述废水除磷材料的原料配方，按照重量百分比包括：脱硫灰渣60-90％，水泥10-40％。
2.根据权利要求1所述的免烧法制备的脱硫灰渣可回收废水除磷材料，其特征在于：所述脱硫灰渣为钢铁厂烧结炉脱硫后的废弃物，水泥为普通硅酸盐水泥。
3.一种如权利要求1或2所述的脱硫灰渣可回收废水除磷材料的制备方法，其特征在于：所述脱硫灰渣废水除磷材料的制备方法为采用不需热处理的免烧工艺。
4.根据权利要求3所述的脱硫灰渣可回收废水除磷材料的制备方法，其特征在于：所述方法的具体步骤为：
a)脱硫灰渣过60目筛；
b)按配方准确称取原料，加适量水混合均匀；
c)将混合料压制成型；
d)将成型后的样品放在水中静置养护28天后即可制得可回收废水除磷材料。
5.根据权利要求4所述的脱硫灰渣可回收废水除磷材料的制备方法，其特征在于：所述步骤b)中：每1kg的原料中，加入150-400mL的水。
6.根据权利要求4所述的脱硫灰渣可回收废水除磷材料的制备方法，其特征在于：所述步骤c)中压制成型试样为外径6-12mm，内径3-9mm，长6-12mm的管状试样，或者制成外径15-21mm，内径9-15mm，长10-16mm的空心环状试样。
7.一种如权利要求3所述方法制备的脱硫灰渣可回收废水除磷材料的用途，其特征在于：所述废水除磷材料材料置于含磷废水中除去含废水中的磷元素；所述废水除磷材料用过后从水中捞起，回收循环使用。
8.一种如权利要求1或2所述的可回收废水除磷材料的用途或者如权利要求4、5、6或7所述方法制备的脱硫灰渣可回收废水除磷材料的用途，其特征在于：所述废水除磷材料材料置于含磷废水中除去含废水中的磷元素；所述废水除磷材料用过后从水中捞起，回收循环使用。
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