CN109107361A - 一种剩余污泥负载铁尾矿的吸附剂及其应用 - Google Patents

一种剩余污泥负载铁尾矿的吸附剂及其应用 Download PDF

Info

Publication number
CN109107361A
CN109107361A CN201811101117.3A CN201811101117A CN109107361A CN 109107361 A CN109107361 A CN 109107361A CN 201811101117 A CN201811101117 A CN 201811101117A CN 109107361 A CN109107361 A CN 109107361A
Authority
CN
China
Prior art keywords
iron tailings
adsorbent
excess sludge
sludge
tailings
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201811101117.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN109107361B (zh
Inventor
邵安林
许灏
李超亮
徐连生
赵虹
宋英辉
崔媚华
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ansteel Mining Co Ltd
Angang Group Mining Co Ltd
Original Assignee
Angang Group Mining Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Angang Group Mining Co Ltd filed Critical Angang Group Mining Co Ltd
Priority to CN201811101117.3A priority Critical patent/CN109107361B/zh
Publication of CN109107361A publication Critical patent/CN109107361A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN109107361B publication Critical patent/CN109107361B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/46—Removing components of defined structure
    • B01D53/60—Simultaneously removing sulfur oxides and nitrogen oxides
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/74—General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
    • B01D53/77—Liquid phase processes
    • B01D53/78—Liquid phase processes with gas-liquid contact
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/74—General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
    • B01D53/81—Solid phase processes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2251/00—Reactants
    • B01D2251/30—Alkali metal compounds
    • B01D2251/304—Alkali metal compounds of sodium
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2251/00—Reactants
    • B01D2251/30—Alkali metal compounds
    • B01D2251/306—Alkali metal compounds of potassium
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2251/00—Reactants
    • B01D2251/60—Inorganic bases or salts
    • B01D2251/604—Hydroxides
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A50/00—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
    • Y02A50/20—Air quality improvement or preservation, e.g. vehicle emission control or emission reduction by using catalytic converters

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)

Abstract

本发明公开了一种剩余污泥负载铁尾矿的吸附剂及其应用，其制备方法是分别将铁尾矿与剩余污泥烘干后粉碎，过筛，混合搅拌后放马弗炉煅烧，放置后隔绝空气冷却，再研磨碾碎，即得。本发明所得的吸附剂可以吸附SO2或NOX气体，其吸附容量为53～68mg/g。本发明的吸附剂所用原料铁尾矿和城市剩余污泥均为固体废弃物，原料丰富，廉价易得，制备工艺简单，易于实现工业化生产，达到以废制废的目的。

Description

一种剩余污泥负载铁尾矿的吸附剂及其应用
技术领域
本发明涉及大气污染处理技术，特别是涉及一种剩余污泥负载铁尾矿的吸附剂及其应用。
背景技术
铁矿石是一种重要的化学矿物原料，用于炼铁和炼制其它工业产物，我国铁矿资源丰富，处于世界前列，几乎在各省都有分布。现有的铁矿选别采用浮选法，无论是生产工艺和生产设备及自动化连续化程度与国际水平相比都存在很大差距，而且精铁矿品位和回收率达不到指标，这不仅为尾矿渣的资源化利用带来极大的不便，而且生产成本高，对人体、环境危害大。随着我国经济的发展，市场对铁矿的需求日益增大，加之铁矿资源的不断开采，使铁尾矿的排放量不断增加，不仅造成了资源浪费，还严重污染了环境。因此研发铁尾矿的回收和利用技术，尤其是作为具有经济价值的原材料，对我国经济发展以及保障生态环境具有重要的作用。
在城市污水处理过程中产生的主要固体废物——剩余污泥，产量巨大，处理和处置费用较高，现处置方法还以填埋为主。在我国污水处理厂的全部建设费用中，用于处理污泥的约占20％～50％，甚至达70％左右。大量未经处理的污泥任意堆放和排放，不但会对环境造成新的污染，而且还会浪费污泥中的有用能源。
目前，在国内已申请的专利中，201310262102.6公开了一种使用铝土矿尾矿和硅藻土作为原料的吸附剂，此吸附剂是利用了铝土尾矿和硅藻土烧制后的物理吸附特性。
本发明人在试验中发现铁尾矿中的主要成分是SiO2、铁尾矿中还有一定量的Na2O、K2O，使得铁尾矿呈碱性。
Na20+H20＝2NaOH
K20+H20＝2KOH
除此之外，铁尾矿中还含有较高的Fe2O3，其中Fe2O3能和SO2等具有还原性质的酸性气体发生反应。将碱性的铁尾矿通过煅烧负载在空隙丰富的剩余污泥中，经过大量试验证明可以有效吸附如SO2或NOX类酸性气体。因此，本发明人找到了一种制备污泥负载铁尾矿吸附剂。
发明内容
本发明的目的在于提供一种污泥负载铁尾矿吸附剂。
本发明的另一目的在于提供一种污泥负载铁尾矿吸附剂的应用
为了达到上述发明目的，本发明采用以下技术方案：
按照本发明所述的剩余污泥负载铁尾矿的吸附剂，其特征在于，它是按照如下步骤制得的：
(1)将铁尾矿在140～150℃下烘干8～10h，烘干后用球磨机粉碎2～5h后，过180～250目筛，得到预处理的铁尾矿I；
(2)将剩余污泥在100～110℃烘干20～24h，磨碎，筛分成粒径为1～2mm的颗粒，得到预处理的污泥II；
(3)将预处理的铁尾矿I和预处理的污泥II按照1:1～1:5的重量比例混合，在固体混料机中混合搅拌20～30min后压实，在500～700℃下隔绝空气煅烧1～3h，隔绝空气冷却至25℃，即得。
按照本发明所述的剩余污泥负载铁尾矿的吸附剂，其特征在于，所述污泥为城市污水处理厂产生的剩余污泥。
按照本发明所述的剩余污泥负载铁尾矿的吸附剂，其特征在于，所述的铁尾矿为矿山采选后产生的铁尾矿渣，铁尾矿中的铁化合物含量不小于4.8％。
按照本发明所述的剩余污泥负载铁尾矿的吸附剂，其特征在于，所述吸附剂应用于吸附NOX或SO2气体的吸附容量为53～68mg/g。
本发明将含有铁氧化物的尾矿负载在污泥上，给予其混合物一定的热解条件，使其转化为用于吸附SO2或NOX等酸性气体的吸附剂。
本发明所述的剩余污泥负载铁尾矿的吸附剂特点：
(1)发明以废弃的铁尾矿和城市污泥为原料，使处理SO2、NOX等酸性气体污染环境的成本降低，同时也使废弃的铁尾矿得到了综合利用，达到以废制废的目的；
(2)本发明主要针对SO2、NOX等酸性气体排放的处理，可以用固体废弃通过低成本的处理，直接吸附处理被排放的有害气体，从而起到保护环境的作用；
(3)本发明和常用的吸附剂相比，不仅制备成本降低了很多，还能很好地控制SO2、NOX等酸性气体废气在环境中的迁移，同时，吸附过程中的吸附时间也较短，处理过程较简单，降低了处理成本。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步详细说明，但本发明保护范围并不限于所述内容。
使用吸附容量评价吸附效果，吸附容量q是指在某一温度和压力下，在单位质量的吸附剂上所吸附的吸附质的质量。吸附容量可以作为一个主要指标去衡量吸附效果。在t时刻的吸附容量q(mg/g)计算公式如下：
C0，Ct分别为含有SO2、NOX等酸性气体的初始浓度和吸附过程开始后t时刻时的浓度(mg/L)，V为吸附气体样品的体积(L)，m为吸附剂的投加量(g)。实施例1
一种剩余污泥负载铁尾矿吸附剂及其制备方法和处理SO2的效果：
(1)将来自鞍山矿业公司的大孤山铁矿尾矿(Fe:12％、Ca:3.5％、Si:26％)脱水在150℃下烘干10h，粉碎过200目筛，得到预处理的铁尾矿I；
(2)将污泥在105℃烘干24h，磨碎，筛分成粒径为2mm的颗粒，得到预处理污泥II；
(3)将预处理的铁尾矿I和预处理的污泥II按照1:5的重量比例混合，搅拌20min后压实，在105℃下烘干，在马弗炉500℃下煅烧3h，隔绝空气冷却至25℃。取冷却后的样品在研钵碾碎至粒径为1～2mm的颗粒，即得。
使用本方法制得污泥负载铁尾矿的吸附剂去除SO2，吸附容量为68mg/g。
实施例2
一种剩余污泥负载铁尾矿吸附剂及其制备方法和处理SO2的效果：
(1)将来自鞍山矿业公司的大孤山铁矿尾矿(Fe:12％、Ca:3.5％、Si:26％)脱水在150℃下烘干10h，粉碎过180目筛，得到预处理的铁尾矿I；
(2)将污泥在105℃烘干24h，磨碎，筛分成粒径为1mm的颗粒，得到预处理污泥II；
(3)将预处理的铁尾矿I和预处理的污泥II按照1:3的重量比例混合，搅拌20min后压实，在100℃下烘干，在马弗炉600℃下煅烧2h，放置4h后隔绝空气冷却至25℃。取冷却后的样品在研钵碾碎至粒径为1～2mm的颗粒，即得。
本方法制得污泥负载铁尾矿的吸附剂SO2的吸附容量为53mg/g。
实施例3
一种剩余污泥负载铁尾矿吸附剂及其制备方法和处理NOx的效果：
(1)将来自鞍山矿业公司的大孤山铁矿尾矿(Fe:12％、Ca:3.5％、Si:26％)脱水在150℃下烘干10h，粉碎过250目筛，得到预处理的铁尾矿I；
(2)将污泥在105℃烘干24h，磨碎，筛分成粒径为2mm的颗粒，得到预处理污泥II；
(3)将预处理的铁尾矿I和预处理的污泥II按照1:2的重量比例混合，搅拌20min后压实，在110℃下烘干，在马弗炉700℃下煅烧1.5h，隔绝空气冷却至25℃。取冷却后的样品在研钵碾碎至粒径为1～2mm的颗粒，即得。
本方法制得污泥负载铁尾矿的NOx吸附剂的吸附容量为58mg/g。

Claims (4)

1.一种剩余污泥负载铁尾矿的吸附剂，其特征在于，它是按照如下步骤制得的：
(1)将铁尾矿在140～150℃下烘干8～10h，烘干后用球磨机粉碎2～5h后，过180～250目筛，得到预处理的铁尾矿I；
(2)将剩余污泥在100～110℃烘干20～24h，磨碎，筛分成粒径为1～2mm的颗粒，得到预处理的污泥II；
(3)将预处理的铁尾矿I和预处理的污泥II按照1:1～1:5的重量比例混合，在固体混料机中混合搅拌20～30min后压实，在500～700℃下隔绝空气煅烧1～3h，隔绝空气冷却至25℃，即得。
2.根据权利要求1所述的剩余污泥负载铁尾矿的吸附剂，其特征在于，所述污泥为城市污水处理厂产生的剩余污泥。
3.根据权利要求1所述的剩余污泥负载铁尾矿的吸附剂，其特征在于，所述的铁尾矿为矿山采选后产生的铁尾矿渣，铁尾矿中的铁化合物含量不小于4.8％。
4.根据权利要求1所述的剩余污泥负载铁尾矿的吸附剂，其特征在于，所述吸附剂应用于吸附NOX或SO2气体的吸附容量为53～68mg/g。
CN201811101117.3A 2018-09-20 2018-09-20 一种剩余污泥负载铁尾矿的吸附剂及其应用 Active CN109107361B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811101117.3A CN109107361B (zh) 2018-09-20 2018-09-20 一种剩余污泥负载铁尾矿的吸附剂及其应用

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811101117.3A CN109107361B (zh) 2018-09-20 2018-09-20 一种剩余污泥负载铁尾矿的吸附剂及其应用

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN109107361A true CN109107361A (zh) 2019-01-01
CN109107361B CN109107361B (zh) 2021-07-13

Family

ID=64859895

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201811101117.3A Active CN109107361B (zh) 2018-09-20 2018-09-20 一种剩余污泥负载铁尾矿的吸附剂及其应用

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN109107361B (zh)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1923361A (zh) * 2006-09-19 2007-03-07 湖南大学 利用剩余污泥制备氮氧化物催化剂的方法
WO2007030677A2 (en) * 2005-09-08 2007-03-15 Research Foundation Of The City University Of New York Catalytic adsorbents obtained from municipal sludges, industrial sludges, compost and tobacco waste and process for their production
CN101837231A (zh) * 2010-04-23 2010-09-22 北京工业大学 一种污泥基脱硫剂及其制备方法
US20110071022A1 (en) * 2000-11-29 2011-03-24 Research Foundation Of The City University Of New York Process to prepare adsorbents from organic fertilizer and their applications for removal of acidic gases from wet air streams
CN102886247A (zh) * 2012-09-29 2013-01-23 广西大学 利用氧化铝工业赤泥和污水处理污泥制备吸附剂的方法
CN103301800A (zh) * 2013-05-09 2013-09-18 华南师范大学 一种污泥基吸附剂的制备方法
CN107213787A (zh) * 2017-06-29 2017-09-29 山东庚辰环保新材料有限公司 一种脱硫剂及其制备方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110071022A1 (en) * 2000-11-29 2011-03-24 Research Foundation Of The City University Of New York Process to prepare adsorbents from organic fertilizer and their applications for removal of acidic gases from wet air streams
WO2007030677A2 (en) * 2005-09-08 2007-03-15 Research Foundation Of The City University Of New York Catalytic adsorbents obtained from municipal sludges, industrial sludges, compost and tobacco waste and process for their production
CN1923361A (zh) * 2006-09-19 2007-03-07 湖南大学 利用剩余污泥制备氮氧化物催化剂的方法
CN101837231A (zh) * 2010-04-23 2010-09-22 北京工业大学 一种污泥基脱硫剂及其制备方法
CN102886247A (zh) * 2012-09-29 2013-01-23 广西大学 利用氧化铝工业赤泥和污水处理污泥制备吸附剂的方法
CN103301800A (zh) * 2013-05-09 2013-09-18 华南师范大学 一种污泥基吸附剂的制备方法
CN107213787A (zh) * 2017-06-29 2017-09-29 山东庚辰环保新材料有限公司 一种脱硫剂及其制备方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
孙传尧主编: "《选矿工程师手册 第2册 上卷 选矿通论》", 31 March 2015, 北京：冶金工业出版社 *
张锦瑞等编: "《金属矿山尾矿资源化》", 31 August 2014, 北京：冶金工业出版社 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN109107361B (zh) 2021-07-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11332380B2 (en) Method for aluminum-enhanced dealkalization of red mud and separation and recovery of aluminum and iron
CN102030450B (zh) 一种城市污泥作为钢铁工业烧结矿原料的利用方法
CN102515588B (zh) 一种生态型胶凝材料
CN109970378B (zh) 基于协同理论及碳化/高温技术的固废基胶凝材料制备工艺
CN101767978B (zh) 一种锰渣-固废混合烧结制砖的方法
CN105130220B (zh) 用废弃混凝土和污泥制生态水泥和活性砂的方法
WO2021093168A1 (zh) 一种基于工业尾气-污水处理-绿色高性能土木功能材料协同处置的赤泥利用方法
CN106904924A (zh) 利用城市废物和工业固废建筑3d打印材料的系统及方法
CN105130221B (zh) 综合利用废弃混凝土和污泥制生态熟料的方法
CN109603752A (zh) 利用油页岩半焦制备土壤重金属固化材料的方法
CN104492372A (zh) 一种用于吸附废水中重金属材料的制备方法及其应用
CN114368961B (zh) 一种铁尾矿陶瓷滤料的制备方法及其新应用
CN104310813A (zh) 以石材废料为原料的绿色生态水泥及其生产方法
CN101775868B (zh) 一种烧结固化处理工业废渣的方法
CN113800941B (zh) 一种利用铬污染土壤制备陶粒的方法及陶粒
CN101890331A (zh) 煤矸石作载体的高强度干式再生用co2吸附剂及其制备
CN101543830B (zh) 氧化锰渣回收的综合利用方法
Li et al. Progress in comprehensive utilization of electrolytic manganese residue: a review
CN101837279A (zh) 湖泊底泥和粉煤灰共同作为载体的干式co2吸附剂及其制备
CN101804322A (zh) 河道底泥作载体的高强度干式再生用co2吸附剂及其制备
CN109126411B (zh) 一种剩余污泥负载铁尾矿改性吸附剂及其制备方法
CN108129002B (zh) 悬浮烧成法处理糖泥实现澄清剂循环利用的方法
CN101343156B (zh) 一种提高粉煤灰混凝土掺合料质量的方法
CN109877144A (zh) 一种可替代传统生石灰的水泥灼烧生料及其制备工艺和应用
CN109107361A (zh) 一种剩余污泥负载铁尾矿的吸附剂及其应用

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant