CN108187707A

CN108187707A - 改性钢渣及其制备方法和应用

Info

Publication number: CN108187707A
Application number: CN201810045045.9A
Authority: CN
Inventors: 程敏; 曾光明; 黄丹莲; 赖萃; 许飘; 万佳; 龚小敏; 秦蕾; 薛文静; 王荣忠; 刘希贵; 刘少恒
Original assignee: Hunan University
Current assignee: Hunan University
Priority date: 2018-01-17
Filing date: 2018-01-17
Publication date: 2018-06-22
Anticipated expiration: 2038-01-17
Also published as: CN108187707B

Abstract

本发明公开了一种改性钢渣及其制备方法和应用，该改性钢渣由钢渣经水杨酸溶液和钴离子溶液改性后制得。本发明改性钢渣具有比表面积大、催化性能好、制备成本低、环保且能够有效防止水体酸化等优点，其制备方法具有原料来源广、生产成本低、制备过程简单、操作简便、能耗低、不产生有毒有害物质、环境友好等优点。本发明改性钢渣可作为类Fenton反应的催化剂，可用于处理抗生素废水，不仅能够实现冶金炉渣的废物再利用，且能够实现对抗生素有效降解，同时还具有操作简便、成本较低、处理效率高、处理效果好、投加的化学药剂量少、环保等优点，能够有效地减少传统Fenton氧化反应对水体的酸化作用，防止水体酸化，有着很好的应用前景。

Description

改性钢渣及其制备方法和应用

技术领域

本发明属于环境治理领域，涉及一种改性钢渣及其制备方法和应用。

背景技术

抗生素(antibiotics)是由微生物(包括细菌、真菌、放线菌属)或高等动植物在生活过程中所产生的具有抗病原体或其它活性的一类次级代谢产物，能干扰其他生活细胞发育功能的化学物质。上世纪三十年代，人们就发现磺胺类药物可有效治疗溶血性链球菌感染并被用作临床治疗药品。1939年科学家Gerhard Domagk因为发现了百浪多息对链球菌的抑制作用而获得了当年诺贝尔医学奖。到1945年已合成的磺胺类药物就超过5400种，其中常见于临床的有磺胺醋酰、磺胺吡啶、磺胺噻唑和磺胺脒等20余种。由于磺胺类药物具有使用简便、化学性质稳定、抗菌谱广、价格低廉、毒性小、应用广等优点而在畜牧业被广泛用于预防和治疗食源性动物疾病，然而对磺胺类药物的滥用导致这些抗菌药物在食用动物产品中残留，进而对人类健康和生态环境产生危害。近年来有大量关于磺胺二甲基嘧啶污染的报告，磺胺二甲基嘧啶污染问题也越来越受到人们的重视。因此，对污染水体中磺胺二甲基嘧啶的处理已经成为现今人类面临的重要的环境课题。

高级氧化法是一类被广泛研究和应用的化学氧化方法，其中Fenton氧化反应方法可以有效、迅速且彻底地去除污染废水中的有机污染物，将有机污染物降解为无机盐、水和二氧化碳等无害的物质，是一种环保、具有应用前景的处理有机污染物废水的方法。然而，传统Fenton氧化方法处理之后的水体呈酸性，需要进一步的处理才能进行排放，不仅操作复杂还增加了处理成本。近年来，越来越多的研究发现非均相类Fenton氧化技术相对传统的均相Fenton氧化技术具有较大的优势。非均相类Fenton氧化技术通常利用铁的氧化物(如Fe₂O₃，Fe₃O₄)等固体作为催化剂，能够在较大的pH范围内催化过氧化氢。然而这些催化剂成本较高，且通常具有较光滑的表面，不利于吸附污染物和催化过氧化氢。转炉钢渣是钢铁冶炼过程中主要的固体废物之一，其产量巨大，据统计我国每年钢渣产量在7000t以上，其中大部分钢渣没有得到有效资源化利用，历年来堆积的钢渣侵占了大量的土地。由于钢渣中含较高含量的铁，这可以为类Fenton反应提供铁离子，但是由于钢渣中还含有大量的CaO等碱性成分，在溶液中会水解导致溶液的pH急剧上升，为了保证类Fenton反应的持续进行，需要持续添加酸溶液控制反应体系的pH，这增加了操作难度和处理成本。因此，提供一种比表面积大、催化性能好、制备成本低、环保且能够有效防止水体酸化的用于类Fenton反应的催化剂，对于高效、彻底的去除废水中的抗生素具有重要的意义。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种比表面积大、催化性能好、制备成本低、环保且能够有效防止水体酸化的改性钢渣及其制备方法，同时还提供了一种该改性钢渣在处理抗生素废水中的应用，具有处理效率高、处理效果好、操作简便、处理成本低、环保等优点。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种改性钢渣，所述改性钢渣由钢渣经水杨酸溶液和钴离子溶液改性后制得。

上述的改性钢渣中，进一步改进的，所述钢渣包括20wt％～50wt％的CaO、7wt％～24wt％的SiO₂、3wt％～20wt％的Fe₂O₃、8wt％～30wt％的FeO、0.3wt％～8wt％的MgO、0.1wt％～5wt％的Al₂O₃和0.1wt％～3wt％的P₂O₅。

上述的改性钢渣中，进一步改进的，所述水杨酸溶液由水杨酸溶于甲醇/丙酮复合溶剂中制得；所述水杨酸与所述甲醇/丙酮复合溶剂的质量体积比为50g～60g∶1L；所述甲醇/丙酮复合溶剂中甲醇与丙酮的体积比为2∶3～3∶2。

上述的改性钢渣中，进一步改进的，所述钴离子溶液为氯化钴溶液；所述氯化钴溶液的浓度为800mg/L～1000mg/L。

上述的改性钢渣中，进一步改进的，所述钢渣与水杨酸溶液的质量体积比为100g～150g∶1L；所述水杨酸改性后的钢渣与钴离子溶液质量体积比为50g～60g∶1L。

作为一个总的技术构思，本发明还提供了一种改性钢渣的制备方法，所述改性钢渣由钢渣经水杨酸溶液和钴离子溶液改性后制得。

上述的制备方法中，进一步改进的，包括以下步骤：

S1、将钢渣与水杨酸溶液混合震荡反应2h～4h，得到水杨酸改性后的钢渣；

S2、将所述水杨酸改性后的钢渣与钴离子溶液混合震荡反应2h～4h，得到改性钢渣。

上述的制备方法中，进一步改进的，所述钢渣包括20wt％～50wt％的CaO、7wt％～24wt％的SiO₂、3wt％～20wt％的Fe₂O₃、8wt％～30wt％的FeO、0.3wt％～8wt％的MgO、0.1wt％～5wt％的Al₂O₃和0.1wt％～3wt％的P₂O₅。

上述的制备方法中，进一步改进的，所述水杨酸溶液由水杨酸溶于甲醇/丙酮复合溶剂中制得；所述水杨酸与所述甲醇/丙酮复合溶剂的质量体积比为50g～60g∶1L；所述甲醇/丙酮复合溶剂中甲醇与丙酮的体积比为2∶3～3∶2。

上述的制备方法中，进一步改进的，所述钴离子溶液为氯化钴溶液；所述氯化钴溶液的浓度为800mg/L～1000mg/L。

上述的制备方法中，进一步改进的，所述钢渣与水杨酸溶液的质量体积比为100g～150g∶1L；所述水杨酸改性后的钢渣与钴离子溶液质量体积比为50g～60g∶1L。

作为一个总的技术构思，本发明还提供了一种上述的改性钢渣或上述的制备方法制得的改性钢渣在处理抗生素废水中的应用。

上述的应用中，进一步改进的，包括以下步骤：将改性钢渣、H₂O₂溶液和抗生素废水混合进行类Fenton反应，完成对抗生素废水的处理；所述改性钢渣与所述抗生素废水的质量体积比为0.5g～1g∶1L；所述H₂O₂溶液与所述抗生素废水的体积比为0.02～0.04∶1。

上述的应用中，进一步改进的，所述抗生素废水为磺胺二甲基嘧啶废水；所述磺胺二甲基嘧啶废水中磺胺二甲基嘧啶的浓度≤50mg/L；所述H₂O₂溶液的质量浓度为30％；所述类Fenton反应的时间为4h～5h；所述类Fenton反应中体系的初始pH值为7～9。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

(1)本发明提供了一种改性钢渣，以钢渣为原料通过水杨酸溶液和钴离子溶液改性后制备得到。本发明中，通过利用水杨酸溶液对钢渣进行改性，能够将钢渣表面的CaO等碱性成分进行去除，有效的降低了钢渣的碱度，防止了钢渣中碱性成分水解影响反应体系pH，解决了因未改性钢渣表面CaO等碱性成分在水溶液中持续水解，使溶液pH急剧上升(可达12以上)，从而导致H₂O₂分解失活，不利于类Fenton反应进行等问题。同时，本发明中水杨酸通过对钢渣进行改性，有效的增加了钢渣的比表面积，增加了钢渣中含铁成分与溶液的接触面积，这有利于类Fenton反应的进行，从而提高对抗生素的处理效率和处理效果。另外，经氯化钴溶液改性后，改性钢渣表面含有钴，这些钴不仅能和H₂O₂反应产生·OH，还能和钢渣表面的铁产生协同效应，促进类Fenton反应，从而进一步提高对有机污染物的处理效率和处理效果。本发明改性钢渣具有比表面积大、催化性能好、制备成本低、环保且能够有效防止水体酸化等优点，可作为类Fenton反应的催化剂，能够用于处理抗生素废水(如磺胺二甲基嘧啶废水)，具有处理效率高、处理效果好等优点，且经本发明改性钢渣处理后溶液的pH值接近中性，因而处理后的溶液无需进一步处理即可直接排放，不会造成二次污染，有着很好的应用前景。

(2)本发明还提供了一种改性钢渣的制备方法，具有原料来源广、生产成本低、制备过程简单、操作简便、能耗低、不产生有毒有害物质、环境友好等优点，适合大规模生产和应用。

(3)本发明还提供了一种改性钢渣在处理抗生素废水中的应用，以改性钢渣为催化剂，通过与H₂O₂溶液和抗生素废水混合进行类Fenton反应，即可实现高效、彻底的去除水体中的抗生素污染物。本发明方法中，以改性钢渣为催化剂，其中改性钢渣中含有铁和钴与H₂O₂进行类Fenton反应(反应方程式如式(1)-式(5)所示)，产生具有强氧化的羟基自由基(·OH)，该·OH能够降解自然界中包括抗生素在内的大部分有机污染物形成水和CO₂等小分子无污染物质，从而实现对抗生素的彻底降解。本发明方法，不仅实现了在中性条件下对抗生素有效降解，且实现了冶金炉渣的废物再利用，同时还具有操作简便、成本较低、处理效率高、处理效果好、投加的化学药剂量少、环保等优点，能够有效地减少传统Fenton氧化反应对水体的酸化作用，防止了水体酸化。

≡Fe(II)+H₂O₂→≡Fe(III)+HO· (1)

≡Fe(III)+HO₂·→≡Fe(II)+HO₂ ^- (2)

≡Co(II)+H₂O₂→≡Co(III)+HO· (3)

≡Co(III)+HO₂ ^-→≡Co(II)+HO₂· (5)

附图说明

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。

图1为本发明实施例1中不同催化剂在不同反应时间下对废水中磺胺二甲基嘧啶的去除效果图。

图2为本发明实施例1中类Fenton反应的机理图。

图3为本发明实施例1中未改性的钢渣、水杨酸改性后的钢渣、改性钢渣和类Fenton反应后的改性钢渣的扫描电镜图，其中a和e为未改性的钢渣，b和f为水杨酸改性后的钢渣，c和g为改性钢渣，d和h为类Fenton反应后的改性钢渣。

图4为本发明实施例2中不同添加量改性钢渣对废水中磺胺二甲基嘧啶的去除效果图。

图5为本发明实施例3中不同初始pH下改性钢渣对废水中磺胺二甲基嘧啶的去除效果图。

具体实施方式

以下结合说明书附图和具体优选的实施例对本发明作进一步描述，但并不因此而限制本发明的保护范围。

以下实施例中所采用的原料和仪器均为市售。本发明实施例中，若无特别说明，所得数据均是三次以上重复实验的平均值。

实施例1

一种改性钢渣，以钢渣为原料通过水杨酸溶液和氯化钴溶液改性后制备得到，具体包括以下步骤：

(1)取50g水杨酸溶解于1L甲醇/丙酮复合溶剂(该复合溶剂中甲醇与丙酮的体积比为1∶1)中，得到水杨酸溶液。

(2)取150g钢渣(该钢渣为转炉钢渣，购于河北省灵寿县某矿产品加工厂，将冶金炉渣(即转炉钢渣)干燥后破碎成直径0.05mm左右的颗粒，其中该钢渣的主要成分为46.95wt％的CaO、10.63wt％的SiO₂、9.65wt％的Fe₂O₃、13.45wt％的FeO、4.86wt％的MgO、3.64wt％的Al₂O₃、1.85wt％的P₂O₅，编号为SCS)和1L步骤(1)中的水杨酸溶液混合震荡反应2h，过滤，用清水清洗，干燥，得到水杨酸改性后的钢渣，编号为SAM-SCS。

(3)取60g步骤(2)中得到的水杨酸改性后的钢渣投入到1L、800mg/L的氯化钴溶液，震荡反应2h，过滤，用清水清洗，干燥，得到改性钢渣，编号为Co-SAM-SCS。

一种上述本实施例中的改性钢渣在处理抗生素废水中的应用，具体为利用改性钢渣去除水体中磺胺二甲基嘧啶，包括以下步骤：

取体积为1L、浓度为50mg/L的磺胺二甲基嘧啶溶液，加入0.5g改性钢渣(Co-SAM-SCS)和20mL、浓度为30％(w/w)的H₂O₂溶液，混合均匀后，调节所得混合液的初始pH值为7进行类Fenton反应，完成对磺胺二甲基嘧啶的降解。

对照组一：取体积为1L、浓度为50mg/L的磺胺二甲基嘧啶溶液，加入0.5g未改性的钢渣(SCS)，然后加入20mL、浓度为30％(w/w)的H₂O₂溶液，混合均匀后，调节所得混合液的初始pH值为7进行类Fenton反应，完成对磺胺二甲基嘧啶的降解。

对照组二：取体积为1L、浓度为50mg/L的磺胺二甲基嘧啶溶液，加入0.5g水杨酸改性后的钢渣(SAM-SCS)，然后加入20mL、浓度为30％(w/w)的H₂O₂溶液，混合均匀后，调节所得混合液的初始pH值为7进行类Fenton反应，完成对磺胺二甲基嘧啶的降解。

对照组三：取体积为1L、浓度为50mg/L的磺胺二甲基嘧啶溶液，加入0.5g Co(NO₃)₂，然后加入20mL、浓度为30％(w/w)的H₂O₂溶液，混合均匀后，调节所得混合液的初始pH值为7进行类Fenton反应，完成对磺胺二甲基嘧啶的降解。

对照组四：取体积为1L、浓度为50mg/L的磺胺二甲基嘧啶溶液，加入0.5g水杨酸和氯化铁改性后的钢渣(Fe-SAM-SCS)，然后加入20mL、浓度为30％(w/w)的H₂O₂溶液，混合均匀后，调节所得混合液的初始pH值为7进行类Fenton反应，完成对磺胺二甲基嘧啶的降解。上述水杨酸和氯化铁改性后的钢渣(Fe-SAM-SCS)，由以下制备方法制备得到：取60g本实施例中的水杨酸改性后的钢渣(SAM-SCS)投入到1L、800mg/L的氯化铁溶液，震荡反应2h，过滤，用清水清洗，干燥，得到水杨酸和氯化铁改性后的钢渣，编号为Fe-SAM-SCS。

在类Fenton反应进行0.5h、1h、1.5h、2h、3h和4h时分别从反应体系中取样，利用高效液相色谱法检测溶液中磺胺二甲基嘧啶的含量，测试结果见图1。图1为本发明实施例1中不同催化剂在不同反应时间下对废水中磺胺二甲基嘧啶的去除效果图。由图1可知，在其他条件相同的情况下，本发明改性钢渣对废水中磺胺二甲基嘧啶的去除效果明显优于其它催化剂，其中本发明改性钢渣(Co-SAM-SCS)在反应4h时对废水中磺胺二甲基嘧啶的去除率为77.4％，而未改性的钢渣(SCS)、水杨酸改性后的钢渣(SAM-SCS)、Co(NO₃)₂和水杨酸和氯化铁改性后的钢渣(Fe-SAM-SCS)在反应4h时对废水中磺胺二甲基嘧啶的去除率分别为4.8％、24.1％、12.6％和31.5％。由此可见，本发明改性钢渣具有很好的催化性能，且明显优于其它催化剂，其原因在于：通过利用水杨酸对钢渣进行改性，降低了钢渣的碱性，并有效的增加了钢渣的比表面积，增加了钢渣中含铁成分与溶液的接触面积，这有利于类Fenton反应的进行，从而提高对磺胺二甲基嘧啶的处理效率和处理效果；在此基础上，经氯化钴溶液改性后，改性钢渣表面含有钴，这些钴一方面能够和H₂O₂反应产生·OH，另一方面还能和钢渣表面的铁产生协同效应，促进类Fenton反应，从而进一步提高对磺胺二甲基嘧啶的处理效率和处理效果，它们的反应机理如图2所示。图2为本发明实施例1中类Fenton反应的机理图。

将未改性的钢渣、水杨酸改性后的钢渣、改性钢渣和类Fenton反应后的改性钢渣进行比表面积以及孔体积测定

表1为本发明实施例1中未改性的钢渣(A)、水杨酸改性后的钢渣(B)、水杨酸和氯化钴改性后的钢渣(C)以及类Fenton反应后的改性钢渣(D)的比表面积和孔体积数据。由表1可知，未改性的钢渣比表面积较小，经过水杨酸处理后，钢渣表面的碱性物质被移除，比表面积上升到179.62m²/g。同时，由表1可知，孔体积也发生了相似的变化，这可能是由于水杨酸对钢渣表面CaO等碱性成分进行去除，留下Fe₂O₃等成分，形成了较多的坑洼结构。在经过氯化钴溶液处理后，钢渣的比表面积和孔体积进一步增加，可能是由于钴吸附在钢渣表面形成不规则结构。改性钢渣在经过类Fenton处理之后比表面积和孔体积有小幅下降，可能是由于表面的钴有部分溶解到溶液当中。

表1不同钢渣的比表面积和孔体积数据

样品	A	B	C	D
					比表面积(m²/g)	67.14	179.62	197.43	189.87
孔体积(cm³/g)	0.099	0.214	0.237	0.219

将未改性的钢渣、水杨酸改性后的钢渣、改性钢渣和类Fenton反应后的改性钢渣进行电子显微镜扫描

图3为本发明实施例1中未改性的钢渣、水杨酸改性后的钢渣、改性钢渣和类Fenton反应后的改性钢渣的扫描电镜图，其中a和e为未改性的钢渣，b和f为水杨酸改性后的钢渣，c和g为改性钢渣，d和h为类Fenton反应后的改性钢渣。由图3可知：未改性的钢渣表面相对平坦(如图3中a和e所示)，但是经过水杨酸改性后钢渣的表面形态发生了较大的改变，钢渣表面变得坑洼不平，形成了很多的凹凸结构(如图3中b和f所示)，这些变化增加了钢渣和磺胺二甲基嘧啶溶液的接触面积，有利于之后类Fenton反应的进行。类Fenton催化反应前后的改性钢渣的表面变化不大(如图3中c、g、d和h所示)，说明改性钢渣较稳定。

将未改性的钢渣、水杨酸改性后的钢渣、改性钢渣和类Fenton反应后的改性钢渣进行扫描电镜能谱成分分析

表2为本发明实施例1中未改性的钢渣(a)、水杨酸改性后的钢渣(b)、改性钢渣(c)和类Fenton反应后的改性钢渣(d)中的各元素质量分数数据。由表2可知，钢渣在经过改性之后，Ca元素所占的比例明显下降，Fe元素所占的比例明显上升。由此可见，扫描电镜能谱成分分析进一步验证了改性处理对钢渣表面的CaO成分进行了去除。同时，由表2可知，类Fenton催化反应前后的改性钢渣的表面变化成分变化不大。

表2不同钢渣中所含元素的质量分数数据

	O	Ca	Fe	Si	Mg	Mn	Al	P	Ti	Zn	Co
												a	46.43	30.42	10.18	5.53	2.48	1.59	1.49	0.78	0.86	0.24	-
b	42.73	20.46	16.18	7.81	4.05	1.97	3.34	1.27	1.53	0.66	-
												c	39.75	16.28	17.41	7.96	6.02	2.94	4.18	1.66	1.69	0.63	1.48
d	39.18	15.79	18.23	7.77	6.23	3.15	4.21	1.46	1.81	0.74	1.43

由表1-2及图1-3可知，本发明改性钢渣具有比表面积大、催化性能好、制备成本低、环保且能够有效防止水体酸化等优点，可作为类Fenton反应催化剂，能够用于处理磺胺二甲基嘧啶废水，具有处理效率高、处理效果好等优点，且经本发明改性钢渣处理后溶液的pH值接近中性，因而处理后的溶液无需进一步处理即可直接排放，有着很好的应用前景。

实施例2

一种改性钢渣在处理抗生素废水中的应用，具体为利用改性钢渣去除水体中磺胺二甲基嘧啶，包括以下步骤：

取5份体积为1L、浓度为50mg/L的磺胺二甲基嘧啶溶液，分别加0.1g、0.2g、0.5g、0.7g、1.0g实施例1中制备的改性钢渣，然后各加入20mL、浓度为30％(w/w)的H₂O₂溶液，混合均匀后，调节所得混合液的初始pH值7进行类Fenton反应，完成对磺胺二甲基嘧啶的降解处理。

类Fenton反应进行0.5h、1h、1.5h、2h、3h(和4h后分别从反应体系中取样，利用高效液相色谱法检测溶液中磺胺二甲基嘧啶的含量，结果见图4。图4为本发明实施例2中不同添加量改性钢渣对废水中磺胺二甲基嘧啶的去除效果图。由图4可知，随着改性钢渣添加量的增加，磺胺二甲基嘧啶的去除率大幅增加。当改性钢渣添加量为0.1g/L时，磺胺二甲基嘧啶的去除率仅为29.3％；在改性钢渣添加量为0.7g/L时，磺胺二甲基嘧啶的去除率超过82.6％，其原因是更多的改性钢渣能够为体系提供更多催化位点。然而，在改性钢渣添加量为1g/L时，磺胺二甲基嘧啶的去除率下降到68.3％，可能是由于改性钢渣中含有少量的碱性物质发生水解反应对溶液的pH产生了不利的影响。

实施例3

取5份体积为1L、浓度为50mg/L的磺胺二甲基嘧啶溶液，各加入0.7g实施例1中制备的改性钢渣，然后各加入40mL、浓度为30％(w/w)的H₂O₂溶液，混合均匀后，调节所得混合液的初始pH值分别为5、6、7、8、9进行类Fenton反应，完成对磺胺二甲基嘧啶的降解处理。

类Fenton反应进行0.5h、1h、1.5h、2h、3h和4h后分别从反应体系中取样，利用高效液相色谱法检测溶液中磺胺二甲基嘧啶的含量，结果见图5。图5为本发明实施例3中不同初始pH下改性钢渣对废水中磺胺二甲基嘧啶的去除效果图。由图5可知，随着体系初始pH的上升，本发明方法对磺胺二甲基嘧啶的去除率逐渐上升。在体系初始pH为5时，磺胺二甲基嘧啶的去除率73.8％；在体系初始pH上升为9时，磺胺二甲基嘧啶的去除率超过97％。由此可见，该体系在初始pH为7-9的范围内对磺胺二甲基嘧啶均有很好的去除效果。

由图4、5可知，本发明的方法对水体中磺胺二甲基嘧啶的去除效果好，在改性钢渣添加量为0.7g/L、H₂O₂溶液的添加量为40mL/L、体系初始pH值为9的条件下，本发明方法对浓度为50mg/L的磺胺二甲基嘧啶溶液的去除率可达到97％以上。因此，本发明利用改性钢渣去除水体中磺胺二甲基嘧啶的方法，不仅实现了在中性条件下对磺胺二甲基嘧啶有效降解，且实现了冶金炉渣的废物再利用，同时还具有操作简便、成本较低、处理效率高、处理效果好、投加的化学药剂量少、环保等优点，能够有效地减少传统Fenton氧化反应对水体的酸化作用，防止了水体酸化。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制。虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明的精神实质和技术方案的情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同替换、等效变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。

Claims

1.一种改性钢渣，其特征在于，所述改性钢渣由钢渣经水杨酸溶液和钴离子溶液改性后制得。

2.根据权利要求1所述的改性钢渣，其特征在于，所述钢渣包括20wt％～50wt％的CaO、7wt％～24wt％的SiO₂、3wt％～20wt％的Fe₂O₃、8wt％～30wt％的FeO、0.3wt％～8wt％的MgO、0.1wt％～5wt％的Al₂O₃和0.1wt％～3wt％的P₂O₅；

所述水杨酸溶液由水杨酸溶于甲醇/丙酮复合溶剂中制得；所述水杨酸与所述甲醇/丙酮复合溶剂的质量体积比为50g～60g∶1L；所述甲醇/丙酮复合溶剂中甲醇与丙酮的体积比为2∶3～3∶2；

所述钴离子溶液为氯化钴溶液；所述氯化钴溶液的浓度为800mg/L～1000mg/L。

3.根据权利要求1或2所述的改性钢渣，其特征在于，所述钢渣与水杨酸溶液的质量体积比为100g～150g∶1L；所述水杨酸改性后的钢渣与钴离子溶液质量体积比为50g～60g∶1L。

4.一种改性钢渣的制备方法，其特征在于，所述改性钢渣由钢渣经水杨酸溶液和钴离子溶液改性后制得。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

6.根据权利要求4或5所述的制备方法，其特征在于，所述钢渣包括20wt％～50wt％的CaO、7wt％～24wt％的SiO₂、3wt％～20wt％的Fe₂O₃、8wt％～30wt％的FeO、0.3wt％～8wt％的MgO、0.1wt％～5wt％的Al₂O₃和0.1wt％～3wt％的P₂O₅；

7.根据权利要求4或5所述的制备方法，其特征在于，所述钢渣与水杨酸溶液的质量体积比为100g～150g∶1L；所述水杨酸改性后的钢渣与钴离子溶液质量体积比为50g～60g∶1L。

8.一种如权利要求1～3中任一项所述的改性钢渣或权利要求4～7中任一项所述的制备方法制得的改性钢渣在处理抗生素废水中的应用。

9.根据权利要求8所述的应用，其特征在于，包括以下步骤：将改性钢渣、H₂O₂溶液和抗生素废水混合进行类Fenton反应，完成对抗生素废水的处理；所述改性钢渣与所述抗生素废水的质量体积比为0.5g～1g∶1L；所述H₂O₂溶液与所述抗生素废水的体积比为0.02～0.04∶1。

10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于，所述抗生素废水为磺胺二甲基嘧啶废水；所述磺胺二甲基嘧啶废水中磺胺二甲基嘧啶的浓度≤50mg/L；所述H₂O₂溶液的质量浓度为30％；所述类Fenton反应的时间为4h～5h；所述类Fenton反应中体系的初始pH值为7～9。