CN102745700B

CN102745700B - 一种以高炉炉渣为原料合成雪硅钙石的制备方法

Info

Publication number: CN102745700B
Application number: CN201210195936.5A
Authority: CN
Inventors: 沙淮丽; 王仁宗; 刘裕
Original assignee: Hubei Forbon Technology Co Ltd
Current assignee: Hubei Forbon Technology Co Ltd
Priority date: 2012-06-14
Filing date: 2012-06-14
Publication date: 2014-05-21
Anticipated expiration: 2032-06-14
Also published as: CN102745700A

Abstract

本发明涉及一种以高炉炉渣为原料合成雪硅钙石的制备方法，以高炉炉渣、生石灰和二氧化硅为原料，通过水热合成得到雪硅钙石，原料按质量百分比计，高炉炉渣50%～70%、生石灰10%～25%，二氧化硅10%～25%，按以下步骤进行：a）将50%～70%经过研磨后粒度为100目～200目的高炉炉渣、10%～25%生石灰、10%～25%二氧化硅，且控制CaO／SiO₂的摩尔比为0.8～1.2，将物料和水均匀混合倒入反应釜中；b) 反应釜升温，保持反应温度150℃～220℃，反应时间6h～10h；c）反应结束后冷却，过滤，得到白色固体物质，经洗涤，烘干后得到雪硅钙石。本发明以高炉炼铁的副产品为主要原材料，水热反应合成雪硅钙石，能够有效的进行废物利用。制成的雪硅钙石用于含磷废水处理，具有良好除磷效果。

Description

一种以高炉炉渣为原料合成雪硅钙石的制备方法

技术领域

本发明涉及到以高炉炉渣为原材料合成雪硅钙石的制备方法，用于环境保护中废水处理领域。

背景技术

高炉炉渣处理方法主要分为干渣和水淬渣。干渣处理费用较高，污染比较严重，现在很少使用。目前高炉渣多经水淬制成水渣，成为制成矿渣水泥或渣砖的原材料，此外水渣还可制成渣砖和用作隔热填料等。但是水淬渣法用水量大，生产易爆炸，整套装置占地面积大且污染环境。

为了克服上述的问题，研究者们采用多种方法提高高炉炉渣的综合利用。块渣可代替天然碎石作混凝土骨料、公路路基、铁路道砟、基础垫层等。还有少量制成渣棉、膨球、铸石、微晶玻璃。在农业方面有的高炉渣还可改良土壤或用作肥料。

发明内容

本发明的目的是根据高炉炉渣本身的物理组成，以高炉炉渣为原材料，复配生石灰和二氧化硅，合成雪硅钙石。该雪硅钙石能够用于废水中的除磷，从而提高高炉炉渣的综合利用和发展。该制备方法简单，合成的雪硅钙石能够用于废水的除磷，对环境治理提供了新的发展思路。

本发明提供以高炉炉渣合成雪硅钙石的制备方法，其技术方案如下：

一种以高炉炉渣为原料合成雪硅钙石的制备方法，以高炉炉渣、生石灰和二氧化硅为原料，通过水热合成得到雪硅钙石，原料按质量百分比计，高炉炉渣50%～70%、生石灰10%～25%，二氧化硅10%～25%，其特征在于按以下步骤进行：

a）将50%～70%经过研磨后粒度为100目～200目的高炉炉渣、10%～25%生石灰、10%～25%二氧化硅，且控制CaO／SiO₂的摩尔比为0.8～1.2，将物料和水均匀混合倒入反应釜中；

b) 反应釜升温，保持反应温度150℃～220℃，反应时间6h～10h；

c）反应结束后冷却，过滤，得到白色固体物质，经洗涤，烘干后得到雪硅钙石。

所述的高炉炉渣为高炉炼铁的副产品，其中CaO、MgO、SiO₂和Al₂O₃为主要组成，占总量的95%以上。

所述的高炉炉渣中CaO／SiO₂的摩尔比为0.9～1.20。

本发明合成的雪硅钙石可用于不同浓度的含磷废水，其中磷含量为5mg/L～150mg/L，投加雪硅钙石的质量为1.0g/l～4.0g/L，反应时间为0.5h～1h，出水废水中残留含磷量达到国家一级排放标准。

本发明与现有技术相比，其优点在于：

1、本发明以高炉炉渣为主要原材料，采用高炉炉渣中含有大量的CaO、SiO₂ 、Al₂O₃和MgO，从而将其变废为宝。

2、本发明提供的水热合成方法，设备投资少，生产工艺容易控制，生产成本较低。

3、本发明合成的雪硅钙石中，其晶体结构中部分的钙离子被铝离子取代，吸附能力较强，能够用于中低浓度含磷废水的处理。

附图说明

图1为本发明实施例1用高炉炉渣合成的雪硅钙石的XRD衍射图谱。

图2为本发明实施例2用高炉炉渣合成的雪硅钙石的XRD衍射图谱。

图3为本发明实施例3用高炉炉渣合成的雪硅钙石的XRD衍射图谱。

图4为本发明实施例4用高炉炉渣合成的雪硅钙石的XRD衍射图谱。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步说明。本发明所用的高炉炉渣原料为高炉炼铁的副产品，其中CaO、MgO、SiO₂和Al₂O₃为主要组成，占高炉炉渣组成的95%以上。高炉炉渣、生石灰和二氧化硅的原料按质量百分比计。

实施例1

1）将高炉炉渣破碎研磨至粒度为100目，按照质量百分计，高炉炉渣50%、生石灰25%、二氧化硅25%，控制CaO／SiO₂摩尔比为0.8，将物料和水均匀混合倒入反应釜中，反应釜升温，保持反应温度150℃，反应时间6h，反应结束后冷却，过滤，得到白色固体物质，经洗涤，烘干后得到雪硅钙石。得到的雪硅钙石图谱见图1的XRD衍射图谱。

2）将上述水热合成的雪硅钙石用于处理养猪场高浓度含磷废水，磷浓度为155mg/L,按照每升含磷废水中投加4.0g上述水热合成的雪硅钙石, 搅拌反应1h，出水废水中磷含量为0.35 mg/L。

实施例2

1）将高炉炉渣破碎研磨至粒度为200目，按照质量百分计，高炉炉渣60%、生石灰20%、二氧化硅20%，控制CaO／SiO₂摩尔比为1.0，将物料和水均匀混合倒入反应釜中，反应釜升温，保持反应温度180℃，反应时间8h。反应结束后冷却，过滤，得到白色固体物质，经洗涤，烘干后得到雪硅钙石。得到的雪硅钙石图谱见图2的XRD衍射图谱。

2）将上述水热合成的雪硅钙石用于处理养猪场高浓度含磷废水，磷浓度为155mg/L,按照每升含磷废水中投加3.0g雪硅钙石, 搅拌反应1h，出水废水中磷含量为0.39 mg/L。

实施例3

1）将高炉炉渣破碎研磨至粒度为200目，按照质量百分计，高炉炉渣65%、生石灰15%、二氧化硅20%，控制CaO／SiO₂摩尔比为0.8，将物料和水均匀混合倒入反应釜中，反应釜升温，保持反应温度200℃，反应时间10h。反应结束后冷却，过滤，得到白色固体物质，经洗涤，烘干后得到雪硅钙石。得到的雪硅钙石图谱见图3的XRD衍射图谱。

2）将上述水热合成的雪硅钙石用于处理生活含磷废水，磷浓度为15mg/L,按照每升含磷废水中投加1.0g雪硅钙石, 搅拌反应1h，出水废水中磷含量为0.15 mg/L。

实施例4

1）将高炉炉渣破碎研磨至粒度为200目，按照质量百分计，高炉炉渣70%、生石灰20%、二氧化硅10%，控制CaO／SiO2摩尔比为1.2，将物料和水均匀混合倒入反应釜中，升温，保持反应温度220℃，反应时间8h。反应结束后冷却，过滤，得到白色固体物质，经洗涤，烘干后得到雪硅钙石。得到的雪硅钙石图谱见图4的XRD衍射图谱。

2）将上述水热合成的雪硅钙石用于处理生活含磷废水，磷浓度为15mg/L,按照每升含磷废水中投加2.0g雪硅钙石, 搅拌反应1h，出水废水中磷含量为0.05 mg/L。

Claims

1.一种以高炉炉渣为原料合成雪硅钙石的制备方法，以高炉炉渣、生石灰和二氧化硅为原料，通过水热合成得到雪硅钙石，原料按质量百分比计，高炉炉渣50%～70%、生石灰10%～25%，二氧化硅10%～25%，其特征在于按以下步骤进行：

c）反应结束后冷却，过滤，得到白色固体物质，经洗涤，烘干后得到雪硅钙石；所述的高炉炉渣为高炉炼铁的副产品，其中CaO、MgO、SiO₂和Al₂O₃为主要组成，占总量的95%以上。

2.如权利要求1所述的以高炉炉渣为原料合成雪硅钙石的制备方法，其特征在于：所述的高炉炉渣中CaO／SiO₂的摩尔比为0.9～1.20。