CN111617730A - 一种粉煤灰复合材料、其制备方法及应用 - Google Patents
一种粉煤灰复合材料、其制备方法及应用 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及环境修复材料技术领域,尤其涉及一种粉煤灰复合材料、其制备方法及应用。所述粉煤灰复合材料包括:内核,所述内核包括改性粉煤灰、水泥和污泥;复合在所述内核上的中间层,所述中间层包括改性粉煤灰和水泥;复合在所述中间层上的外壳,所述外壳包括改性粉煤灰、水泥、硫酸镁和污泥。本发明提供的粉煤灰复合材料中,特定组分的内核、中间层和外壳共同作用,可以有效除去废水中的重金属、氨氮和总磷。
Description
技术领域
本发明涉及环境修复材料技术领域,尤其涉及一种粉煤灰复合材料、其制备方法及应用。
背景技术
粉煤灰是燃煤电厂排放的固体废物。随着我国燃煤发电量的增长,粉煤灰的排放量也急剧增加。它的形成过程与活性炭的制备过程有相似之处,因此其颗粒的形态和表面结构与活性炭相似,具有较大的比表面积,同时粉煤灰中存在大量Si、Al等活性点,使之具有较强的吸附能力。目前,粉煤灰的改性方法主要有火法、湿法、酸改性、碱改性和盐改性。粉煤灰通过与改性剂的混合、搅拌、烘干等一系列过程,充分保证了粉煤灰活性。改性后的粉煤灰具有了物理吸附和化学混凝双重作用,并使之吸附能力和混凝作用增强。
除了一般富营养化水体净化,脱硫废水、含重金属的工业废水、重金属污染的土壤的处理也较为麻烦。随着我国工业化进程加快,重金属污染日益严重。若重金属含量高于国家规定的最高允许排放浓度,比如汞元素超标,通过食物链富集和生物放大等作用,将对人体造成重大伤害。因此,制备一种适用性广的用于环境治理的材料迫在眉睫。
发明内容
有鉴于此,本发明要解决的技术问题在于提供一种粉煤灰复合材料、其制备方法及应用,本发明提供的粉煤灰复合材料可以有效除去废水中的重金属、氨氮和总磷。
本发明提供了一种粉煤灰复合材料,包括:
内核,所述内核包括改性粉煤灰、水泥和污泥;
复合在所述内核上的中间层,所述中间层包括改性粉煤灰和水泥;
复合在所述中间层上的外壳,所述外壳包括改性粉煤灰、水泥、硫酸镁和污泥。
优选的,所述改性粉煤灰按照以下方法进行制备:
a)将研磨后的粉煤灰粉在化学改性剂中浸泡24~26h;所述研磨后的粉煤灰粉的5μm筛余量小于12%;
所述化学改性剂由包括SDS、CTAB、水和NaOH固体的原料混合得到;
b)将浸泡后的粉煤灰粉在103~107℃下烘干,过200目筛,得到改性粉煤灰。
优选的,所述内核中,改性粉煤灰、水泥和活性污泥的质量比为80~90:10~15:5~10;
所述内核的粒径为10~15mm。
优选的,所述中间层中,改性粉煤灰和水泥的质量比为80~90:10~15;
所述中间层的厚度为5~10mm。
优选的,所述外壳中,改性粉煤灰、水泥、硫酸镁和活性污泥的质量比为80~90:10~15:1~2:5~10;
所述外壳的厚度为0.5~5mm。
优选的,所述污泥为淤泥或活性污泥;
所述中间层还包括植物种子;所述植物种子包括披碱草种子、水芦苇种子、狗牙根种子、黑麦草种子和护坡王种子中的一种或几种;
所述中间层中,改性粉煤灰和植物种子的质量比为80~90:5~10。
优选的,所述粉煤灰复合材料的孔隙率大于40%,比表面积大于14m2/g;
所述粉煤灰复合材料的粒径为25~30mm。
本发明还提供了一种粉煤灰复合材料的制备方法,包括以下步骤:
A)将改性粉煤灰、水泥、污泥混匀,得到的混合物料在喷淋水的条件下制球,得到内核颗粒;
B)在喷淋水的条件下,将改性粉煤灰和水泥在所述内核颗粒表面包覆成球,得到附有中间层的内核;
C)采用改性粉煤灰、水泥和污泥在喷淋水的条件下在所述附有中间层的内核表面包覆成球,得到的球形颗粒置于常温养护,得到粉煤灰复合材料。
优选的,步骤A)中,所述喷淋水的质量占所述改性粉煤灰、水泥和污泥的总质量的32%~36%;
所述制球在成球机中进行,所述制球的转速为40~45r/min;
步骤B)中,所述包覆成球的转速为70~85r/min;
所述包覆成球在成球机中进行;
步骤C)中,所述包覆成球的转速为75~85r/min;
所述包覆成球在成球机中进行;
所述常温养护的时间为24~26h。
本发明还提供了一种上文所述的粉煤灰复合材料或上文所述的制备方法制得的粉煤灰复合材料作为废水净化材料的应用。
本发明提供了一种粉煤灰复合材料,包括:内核,所述内核包括改性粉煤灰、水泥和污泥;复合在所述内核上的中间层,所述中间层包括改性粉煤灰和水泥;复合在所述中间层上的外壳,所述外壳包括改性粉煤灰、水泥、硫酸镁和污泥。本发明提供的粉煤灰复合材料中,特定组分的内核、中间层和外壳共同作用,可以有效除去废水中的重金属、氨氮和总磷。将本发明的粉煤灰复合材料进行重金属浸出实验,结果表明,本发明提供的粉煤灰复合材料的重金属浸出性符合《污水综合排放标准》(GB8978-1996)标准的要求。将本发明的粉煤灰复合材料置于从电厂脱硫系统沉积箱取得的脱硫废水中,经过一周的处理,含重金属的脱硫废水中的重金属和COD处理效果显著。将本发明的粉煤灰复合材料置于含浮油的富营养化水体中,处理后的水质符合五类水标准。
附图说明
图1为本发明的一个实施例提供的粉煤灰复合材料的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例,对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
本发明提供了一种粉煤灰复合材料,包括:
内核,所述内核包括改性粉煤灰、水泥和污泥;
复合在所述内核上的中间层,所述中间层包括改性粉煤灰和水泥;
复合在所述中间层上的外壳,所述外壳包括改性粉煤灰、水泥、硫酸镁和污泥。
图1为本发明的一个实施例提供的粉煤灰复合材料的结构示意图。其中,1为内核,2为中间层,3为外壳。
在本发明的某些实施例中,所述内核中的改性粉煤灰、所述中间层中的改性粉煤灰和所述外壳中的改性粉煤灰均按照以下方法进行制备:
a)将研磨后的粉煤灰粉在化学改性剂中浸泡24~26h;所述化学改性剂由包括SDS、CTAB、水和NaOH固体的原料混合得到;
b)将浸泡后的粉煤灰粉在103~107℃下烘干,过200目筛,得到改性粉煤灰。
在本发明的某些实施例中,所述研磨后的粉煤灰是由粉煤灰经过机械研磨制备得到。本发明对所述粉煤灰的来源并无特殊的限制,在本发明的某些实施例中,所述粉煤灰为电厂循环流化床产生的粉煤灰。本发明对所述机械研磨的具体方法并无特殊的限制,采用本领域技术人员熟知的机械研磨方法即可。在本发明的某些实施例中,所述研磨后的粉煤灰粉的45μm筛余量小于12%。
本发明中,所述化学改性剂由包括SDS(十二烷基硫酸钠)、CTAB(十六烷基三甲基溴化铵)、水和NaOH固体的原料混合得到。
在本发明的某些实施例中,所述SDS和CTAB的质量比为1~1.5:1~1.5。在某些实施例中,所述SDS和CTAB的质量比为1:1。在本发明的某些实施例中,所述化学改性剂中,所述SDS和CTAB的质量之和与水的用量比为0.2~0.3g:1L。在某些实施例中,所述化学改性剂中,所述SDS和CTAB的质量之和与水的用量比为0.2g:1L。
在本发明的某些实施例中,所述NaOH固体用于调节化学改性剂的pH值。在本发明的某些实施例中,所述化学改性剂的pH=8。
在本发明的某些实施例中,将研磨后的粉煤灰粉在化学改性剂中浸泡24h。
在本发明的某些实施例中,将浸泡后的粉煤灰粉在105℃下烘干。
经过改性的粉煤灰置于水体中,可增强去除重金属的能力和对水体中氮磷的吸附能力。
在本发明的某些实施例中,所述内核中的污泥和所述外壳中的污泥均为淤泥或活性污泥。在本发明的某些实施例中,所述活性污泥可来源于污水处理厂的沉淀池或市售活性污泥,所述淤泥可来自于河道底部的淤泥。
在本发明的某些实施例中,所述内核中,改性粉煤灰、水泥和活性污泥的质量比为80~90:10~15:5~10。在某些实施例中,所述内核中,改性粉煤灰、水泥和活性污泥的质量比为85:10:5。
在本发明的某些实施例中,所述内核的粒径为10~15mm。
在本发明的某些实施例中,所述中间层中,改性粉煤灰和水泥的质量比为80~90:10~15。在某些实施例中,所述中间层中,改性粉煤灰和水泥的质量比为90:10或85:10。
在本发明的某些实施例中,所述中间层还包括植物种子。所述植物种子包括披碱草种子、水芦苇种子、狗牙根种子、黑麦草种子和护坡王种子中的一种或几种。本发明在中间层增加植物种子,最终得到的粉煤灰复合材料用于废水净化材料时,植物种子可在后期生长成植物有助于除去废水中的氨氮和总磷。
在本发明的某些实施例中,所述中间层中,改性粉煤灰和植物种子的质量比为80~90:5~10。在某些实施例中,所述中间层中,改性粉煤灰和植物种子的质量比为85:5。
在本发明的某些实施例中,所述中间层的厚度为5~10mm。
在本发明的某些实施例中,所述外壳中,改性粉煤灰、水泥、硫酸镁和活性污泥的质量比为80~90:10~15:1~2:5~10。在某些实施例中,所述外壳中,改性粉煤灰、水泥和活性污泥的质量比为83:10:2:5。
在本发明的某些实施例中,所述外壳的厚度为0.5~5mm。
在本发明的某些实施例中,所述粉煤灰复合材料的孔隙率大于40%,比表面积大于14m2/g。在本发明的某些实施例中,所述粉煤灰复合材料的孔隙率为45.01%或43.28%。在本发明的某些实施例中,所述粉煤灰复合材料的比表面积为14.98m2/g或15.26m2/g。在本发明的某些实施例中,所述粉煤灰复合材料的粒径为25~30mm。
本发明还提供了一种粉煤灰复合材料的制备方法,包括以下步骤:
A)将改性粉煤灰、水泥、污泥混匀,得到的混合物料在喷淋水的条件下制球,得到内核颗粒;
B)在喷淋水的条件下,将改性粉煤灰和水泥在所述内核颗粒表面包覆成球,得到附有中间层的内核;
C)采用改性粉煤灰、水泥、硫酸镁和污泥在喷淋水的条件下在所述附有中间层的内核表面包覆成球,得到的球形颗粒置于常温养护,得到粉煤灰复合材料。
本发明提供的粉煤灰复合材料的制备方法中,采用的原料的组分及配比同上,在此不再赘述。
在本发明的某些实施例中,步骤A)中,所述喷淋水的质量占所述改性粉煤灰、水泥和污泥的总质量的32%~36%。在某些实施例中,步骤A)中,所述喷淋水的质量占所述改性粉煤灰、水泥和污泥的总质量的34%。
在本发明的某些实施例中,步骤A)中,所述制球的转速为40~45r/min。在某些实施例中,步骤A)中,所述制球的转速为42r/min。
在本发明的某些实施例中,步骤A)中,所述制球在成球机中进行。
在本发明的某些实施例中,步骤A)中,所述制球后,还包括:筛选出粒径为10~15mm的小球,即为内核颗粒。
在本发明的某些实施例中,步骤B)中,所述喷淋水的质量占所述改性粉煤灰和水泥的总质量的32%~36%。在某些实施例中,步骤B)中,所述喷淋水的质量占所述改性粉煤灰和水泥的总质量的32%或36%。
在本发明的某些实施例中,步骤B)中,在喷淋水的条件下,将改性粉煤灰、水泥和植物种子在所述内核颗粒表面包覆成球,得到附有中间层的内核。
在本发明的某些实施例中,步骤B)中,所述喷淋水的质量占所述改性粉煤灰、水泥和植物种子的总质量的32%~36%。在某些实施例中,步骤B)中,所述喷淋水的质量占所述改性粉煤灰、水泥和植物种子的总质量的32%或36%。
在本发明的某些实施例中,步骤B)中,所述包覆成球的转速为70~85r/min。在某些实施例中,步骤B)中,所述包覆成球的转速为80r/min。
在本发明的某些实施例中,步骤B)中,所述包覆成球在成球机中进行。
在本发明的某些实施例中,步骤B)中,所述包覆成球后,还包括:筛选出粒径为15~25mm的小球,即为附有中间层的内核。
在本发明的某些实施例中,步骤C)中,所述喷淋水的质量占所述改性粉煤灰、水泥、硫酸镁和污泥的总质量的32%~36%。在某些实施例中,步骤C)中,所述喷淋水的质量占所述改性粉煤灰、水泥、硫酸镁和污泥的总质量的32%或36%。
在本发明的某些实施例中,步骤C)中,所述包覆成球的转速为75~85r/min。在某些实施例中,步骤C)中,所述包覆成球的转速为80r/min。
在本发明的某些实施例中,步骤C)中,所述包覆成球在成球机中进行。
在本发明的某些实施例中,步骤C)中,所述常温养护的时间为24~26h。在某些实施例中,步骤C)中,所述常温养护的时间为24h。
在本发明的某些实施例中,步骤C)中,所述常温养护后还包括:筛选出粒径为25~30mm的小球,即为粉煤灰复合材料。
本发明还提供了一种上文所述的粉煤灰复合材料或上文所述的制备方法制得的粉煤灰复合材料作为废水净化材料的应用。
将本发明的粉煤灰复合材料进行重金属浸出实验,结果表明,本发明提供的粉煤灰复合材料的重金属浸出性符合《污水综合排放标准》(GB8978-1996)标准的要求。将本发明的粉煤灰复合材料置于从电厂脱硫系统沉积箱取得的脱硫废水中,经过一周的处理,含重金属的脱硫废水中的重金属和COD处理效果显著。将本发明的粉煤灰复合材料置于含浮油的富营养化水体中,处理后的水质符合五类水标准。因而,本发明请求保护所述的粉煤灰复合材料作为废水净化材料的应用。
本发明对上文采用的原料的来源并无特殊的限制,可以为一般市售。
为了进一步说明本发明,下面结合实施例对本发明提供的一种粉煤灰复合材料、其制备方法及应用进行详细地描述,但不能将它们理解为对本发明保护范围的限定。
实施例1
1、粉煤灰的改性过程:将某一电厂循环流化床产生的粉煤灰进行机械研磨,研磨后的粉煤灰粉的45μm筛余量小于12%,研磨后的粉煤灰在化学改性剂(由SDS、CTAB、水和NaOH固体混合得到,SDS和CTAB的质量比为1:1,SDS和CTAB的质量之和与水的用量比为0.2g:1L,化学改性剂的pH=8)中浸泡24h,105℃下烘干,过200目筛,得到改性粉煤灰。
2、将85重量份的改性粉煤灰、10重量份的水泥和5重量份的活性污泥混合均匀,得到的混合物料置于成球机的成球盘中,转速为42r/min,在喷淋水(喷淋水的质量占所述改性粉煤灰、水泥和活性污泥的总质量的34%)的条件下形成大量粒核(母球),筛选出粒径为10~15mm的小球,即为内核颗粒。
3、将得到的内核颗粒置于成球机的成球盘中,转速为80r/min,加入90重量份改性粉煤灰、10重量份水泥在喷淋水(喷淋水的质量占所述改性粉煤灰和水泥的总质量的32%)的条件下在所述内核颗粒表面包覆成球,筛选出粒径为15~25mm的小球,即为附有中间层的内核。
4、将所述附有中间层的内核置于成球机的成球盘中,转速为80r/min,加入83重量份的改性粉煤灰、10重量份的水泥、2重量分量的硫酸镁和5重量份的活性污泥的混合粉料在喷淋水(所述喷淋水的质量占所述改性粉煤灰、水泥、硫酸镁和活性污泥的总质量的32%)的条件下在所述附有中间层的内核表面包覆成球,得到的球形颗粒置于常温养护24h,筛选出粒径为25~30mm的小球,得到粉煤灰复合材料。
经检测可知,所述粉煤灰复合材料的粒径为25~30mm,孔隙率为45.01%,比表面积为14.98m2/g,筒压强度为4.0MPa。
将得到的粉煤灰复合材料按照《污水综合排放标准》(GB8978-1996)进行重金属浸出实验,结果如表1所示。
表1粉煤灰复合材料的重金属浸出效果数据
从表1可以看出,本发明提供的粉煤灰复合材料的重金属浸出性符合《污水综合排放标准》(GB8978-1996)标准的要求。
实施例2
将实施例1得到的粉煤灰复合材料置于从电厂脱硫系统沉积箱取得的脱硫废水中,经过一周的处理,含重金属的脱硫废水中的重金属和COD处理效果如表2所示,标准依据《污水综合排放标准》(GB8978-1996)。
表2粉煤灰复合材料对脱硫废水中的重金属和COD的处理效果数据
从表2可以看出,将本发明的粉煤灰复合材料置于从电厂脱硫系统沉积箱取得的脱硫废水中,经过一周的处理,含重金属的脱硫废水中的重金属和COD处理效果显著。
实施例3
将实施例1得到的粉煤灰复合材料置于含浮油的富营养化水体中,处理一段时间后,处理前后的水质检测情况如表3所示。
表3粉煤灰复合材料对含浮油的富营养化水体的处理效果
从表3可以看出,将本发明的粉煤灰复合材料置于含浮油的富营养化水体中,处理后的水质符合五类水标准。
实施例4
1、粉煤灰的改性过程:将某一电厂循环流化床产生的粉煤灰进行机械研磨,研磨后的粉煤灰粉的45μm筛余量小于12%,研磨后的粉煤灰在化学改性剂(由SDS、CTAB、水和NaOH固体混合得到,SDS和CTAB的质量比为1:1,SDS和CTAB的质量之和与水的用量比为0.2g:1L,化学改性剂的pH=8)中浸泡24h,105℃下烘干,过200目筛,得到改性粉煤灰。
2、将85重量份的改性粉煤灰、10重量份的水泥和5重量份的活性污泥混合均匀,得到的混合物料置于成球机的成球盘中,转速为42r/min,在喷淋水(喷淋水的质量占所述改性粉煤灰、水泥和活性污泥的总质量的34%)的条件下形成大量粒核(母球),筛选出粒径为10~15mm的小球,即为内核颗粒。
3、将得到的内核颗粒置于成球机的成球盘中,转速为80r/min,加入85重量份改性粉煤灰、10重量份水泥和5重量份水芦苇种子在喷淋水(喷淋水的质量占所述改性粉煤灰、水泥和水芦苇种子的总质量的36%)的条件下在所述内核颗粒表面包覆成球,筛选出粒径为15~25mm的小球,即为附有中间层的内核。
4、将所述附有中间层的内核置于成球机的成球盘中,转速为80r/min,加入83重量份的改性粉煤灰、10重量份的水泥、2重量份硫酸镁和5重量份的活性污泥的混合粉料在喷淋水(所述喷淋水的质量占所述改性粉煤灰、水泥、硫酸镁和活性污泥的总质量的36%)的条件下在所述附有中间层的内核表面包覆成球,得到的球形颗粒置于常温养护24h,筛选出粒径为25~30mm的小球,得到粉煤灰复合材料。
经检测可知,所述粉煤灰复合材料的粒径为25~30mm,孔隙率为43.28%,比表面积为15.26m2/g,筒压强度为2.8MPa。
将得到的粉煤灰复合材料按照《污水综合排放标准》(GB8978-1996)进行重金属浸出实验,结果如表4所示。
表4粉煤灰复合材料的重金属浸出效果数据
从表4可以看出,本发明提供的粉煤灰复合材料的重金属浸出性符合《污水综合排放标准》(GB8978-1996)标准的要求。
实施例5
将实施例4得到的粉煤灰复合材料置于从电厂脱硫系统沉积箱取得的脱硫废水中,经过一周的处理,含重金属的脱硫废水中的重金属和COD处理效果如表5所示,标准依据《污水综合排放标准》(GB8978-1996)。
表5粉煤灰复合材料对脱硫废水中的重金属和COD的处理效果数据
从表5可以看出,将本发明的粉煤灰复合材料置于从电厂脱硫系统沉积箱取得的脱硫废水中,经过一周的处理,含重金属的脱硫废水中的重金属和COD处理效果显著。
实施例6
将实施例4得到的粉煤灰复合材料置于含浮油的富营养化水体中,处理一段时间后,处理前后的水质检测情况如表6所示。
表6粉煤灰复合材料对含浮油的富营养化水体的处理效果
从表6可以看出,将本发明的粉煤灰复合材料置于含浮油的富营养化水体中,处理后的水质符合四类水标准。
对所公开的实施例的上述说明,使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下,在其它实施例中实现。因此,本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例,而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (10)
1.一种粉煤灰复合材料,包括:
内核,所述内核包括改性粉煤灰、水泥和污泥;
复合在所述内核上的中间层,所述中间层包括改性粉煤灰和水泥;
复合在所述中间层上的外壳,所述外壳包括改性粉煤灰、水泥、硫酸镁和污泥。
2.根据权利要求1所述的粉煤灰复合材料,其特征在于,所述改性粉煤灰按照以下方法进行制备:
a)将研磨后的粉煤灰粉在化学改性剂中浸泡24~26h;所述研磨后的粉煤灰粉的5μm筛余量小于12%;
所述化学改性剂由包括SDS、CTAB、水和NaOH固体的原料混合得到;
b)将浸泡后的粉煤灰粉在103~107℃下烘干,过200目筛,得到改性粉煤灰。
3.根据权利要求1所述的粉煤灰复合材料,其特征在于,所述内核中,改性粉煤灰、水泥和活性污泥的质量比为80~90:10~15:5~10;
所述内核的粒径为10~15mm。
4.根据权利要求1所述的粉煤灰复合材料,其特征在于,所述中间层中,改性粉煤灰和水泥的质量比为80~90:10~15;
所述中间层的厚度为5~10mm。
5.根据权利要求1所述的粉煤灰复合材料,其特征在于,所述外壳中,改性粉煤灰、水泥、硫酸镁和活性污泥的质量比为80~90:10~15:1~2:5~10;
所述外壳的厚度为0.5~5mm。
6.根据权利要求1所述的粉煤灰复合材料,其特征在于,所述污泥为淤泥或活性污泥;
所述中间层还包括植物种子;所述植物种子包括披碱草种子、水芦苇种子、狗牙根种子、黑麦草种子和护坡王种子中的一种或几种;
所述中间层中,改性粉煤灰和植物种子的质量比为80~90:5~10。
7.根据权利要求1所述的粉煤灰复合材料,其特征在于,所述粉煤灰复合材料的孔隙率大于40%,比表面积大于14m2/g;
所述粉煤灰复合材料的粒径为25~30mm。
8.一种粉煤灰复合材料的制备方法,包括以下步骤:
A)将改性粉煤灰、水泥、污泥混匀,得到的混合物料在喷淋水的条件下制球,得到内核颗粒;
B)在喷淋水的条件下,将改性粉煤灰和水泥在所述内核颗粒表面包覆成球,得到附有中间层的内核;
C)采用改性粉煤灰、水泥、硫酸镁和污泥在喷淋水的条件下在所述附有中间层的内核表面包覆成球,得到的球形颗粒置于常温养护,得到粉煤灰复合材料。
9.根据权利要求8所述的制备方法,其特征在于,步骤A)中,所述喷淋水的质量占所述改性粉煤灰、水泥和污泥的总质量的32%~36%;
所述制球在成球机中进行,所述制球的转速为40~45r/min;
步骤B)中,所述包覆成球的转速为70~85r/min;
所述包覆成球在成球机中进行;
步骤C)中,所述包覆成球的转速为75~85r/min;
所述包覆成球在成球机中进行;
所述常温养护的时间为24~26h。
10.权利要求1~9任意一项所述的粉煤灰复合材料或权利要求9~10任意一项所述的制备方法制得的粉煤灰复合材料作为废水净化材料的应用。
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Cited By (2)
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CN114259977A (zh) * | 2021-12-10 | 2022-04-01 | 太原理工大学 | 一种粉煤灰负载水合碳酸镁复合材料的制备方法及其应用 |
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Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106622111A (zh) * | 2017-01-12 | 2017-05-10 | 哈尔滨工业大学 | 一种基于钝化贮存污泥中重金属的粉煤灰改性方法 |
CN109354217A (zh) * | 2018-12-21 | 2019-02-19 | 江西省科学院 | 一种河道水体及底泥综合处理剂及制备方法 |
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Patent Citations (2)
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CN106622111A (zh) * | 2017-01-12 | 2017-05-10 | 哈尔滨工业大学 | 一种基于钝化贮存污泥中重金属的粉煤灰改性方法 |
CN109354217A (zh) * | 2018-12-21 | 2019-02-19 | 江西省科学院 | 一种河道水体及底泥综合处理剂及制备方法 |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114259977A (zh) * | 2021-12-10 | 2022-04-01 | 太原理工大学 | 一种粉煤灰负载水合碳酸镁复合材料的制备方法及其应用 |
CN116272993A (zh) * | 2022-09-09 | 2023-06-23 | 南京理工大学 | 一种利用水热合成法制备复合多价态芬顿催化剂的方法 |
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