申请日2015.08.17
公开(公告)日2015.10.28
IPC分类号C04B38/08; C02F1/62; C04B28/36
摘要
本发明公开了一种轻质陶粒废水处理的方法，该陶粒以沸石粉和粉煤灰为主要原料，以生石灰、磷石膏、波兰特水泥、硫化亚铁和铝粉为辅助成分，以氯化钠、凹凸棒土、水玻璃、三聚磷酸钠、月桂醇醚磷酸酯钾、纳米氧化铝、纳米二氧化硅为添加剂;其制备步骤包括备料、混合、造粒成型和蒸汽养护;所制备得到的轻质免烧陶粒的抗压强度大于15Mpa，表观密度低于0.9g/cm3;使用该陶粒处理废水中的金属离子Pb的处理率高达99.99%。
权利要求书
1.一种轻质陶粒废水处理的方法，其特征在于：
所述轻质免烧陶粒的制备方法包括如下制备步骤：
(1)备料：以沸石粉和粉煤灰为主要原料，以生石灰、磷石膏、波兰特水泥、 硫化亚铁和铝粉为辅助成分，以氯化钠、凹凸棒土、水玻璃、三聚磷酸钠、月桂 醇醚磷酸酯钾、纳米氧化铝、纳米二氧化硅为添加剂;各原料的重量份为：
沸石粉 10-50份;
粉煤灰 10-50份;
生石灰 5-15份;
磷石膏 5-15份;
波兰特水泥 5-15份;
硫化亚铁 5-15份;
铝粉 5-15份;
氯化钠 1-4份;
凹凸棒土 1-4份;
水玻璃 1-4份;
三聚磷酸钠 1-4份;
月桂醇醚磷酸酯钾 1-4份;
纳米氧化铝 1-4份;
纳米二氧化硅 1-4份;
(2)混合：将各原料混合，然后加入适量的水，充分搅拌，得到浆料;
(3)造粒成型：将浆料造粒成型，获得粒径为1-7mm的陶粒;
(4)蒸汽养护：将陶粒放入蒸汽室中养护24-48小时，养护温度为85-105摄氏 度;即得免烧陶粒。
所述废水处理方法为：调整工业废水的Pb离子浓度为1mol/L，pH值为6-8，然 后加入所述免烧陶粒于工业废水中，陶粒重量：废水体积=0.1g/L，在50摄氏度 下搅拌，搅拌速度为300rpm，搅拌时间为1h，搅拌完毕后进行固液分离，即完 成陶粒的废水处理。
2.一种如权利要求2所述的轻质陶粒废水处理的方法，其特征在于：在蒸汽养 护前，还包括如下步骤：将陶粒放入放入养护室中养护24小时，控制养护室的 温度在27℃，湿度应在70%以上。
3.一种如权利要求1或2所述的轻质陶粒废水处理的方法，其特征在于：所述 混合为球磨混合，球磨时间为5h。
4.一种如权利要求3所述的轻质陶粒废水处理的方法，其特征在于：所述纳米 氧化铝为纳米氧化铝溶胶，粒径为30-100nm。
5.一种如权利要求1所述的轻质陶粒废水处理的方法，其特征在于：所述蒸汽 养护的养护温度为95摄氏度。
6.一种如权利要求1所述的轻质陶粒废水处理的方法，其特征在于：所述轻质 免烧陶粒，其抗压强度大于15MPa，表观密度低于0.9g/cm3。
说明书
一种轻质陶粒废水处理的方法
技术领域
本发明属于一种轻质陶粒废水处理的方法，属于废水处理领域。
背景技术
随着工业的发展，重金属污染越来越严重，重金属的废水污染通过食物链的 传播将会对于环境产生深远的影响，重金属的废水污染也逐渐成为全球性的的研 究课题。
陶粒是一种较为廉价的进行废水处理的产品，不过现有的研究陶粒，一般是 采用烧结法和免烧法来制备。烧结法发展较为成熟，但是所制备的陶粒工艺较为 复杂，成本较高;而免烧法虽然避免了高温烧结，但是其对于原料的要求比较高， 且不容易制备抗压强度高，表观密度低的轻质陶粒。
发明内容
本发明的目的是针对上述问题，研制出一种轻质陶粒废水处理的方法，其对 于金属离子Pb的去除率能够到达99.99%。
一种轻质陶粒废水处理的方法，
所述轻质免烧陶粒的制备方法包括如下制备步骤：
(1)备料：以沸石粉和粉煤灰为主要原料，以生石灰、磷石膏、波兰特水 泥、硫化亚铁和铝粉为辅助成分，以氯化钠、凹凸棒土、水玻璃、三聚磷酸钠、 月桂醇醚磷酸酯钾、纳米氧化铝、纳米二氧化硅为添加剂;各原料的重量份为：
沸石粉 10-50份;
粉煤灰 10-50份;
生石灰 5-15份;
磷石膏 5-15份;
波兰特水泥 5-15份;
硫化亚铁 5-15份;
铝粉 5-15份;
氯化钠 1-4份;
凹凸棒土 1-4份;
水玻璃 1-4份;
三聚磷酸钠 1-4份;
月桂醇醚磷酸酯钾 1-4份;
纳米氧化铝 1-4份;
纳米二氧化硅 1-4份;
(2)混合：将各原料混合，然后加入适量的水，充分搅拌，得到浆料;
(3)造粒成型：将浆料造粒成型，获得粒径为1-7mm的陶粒;
(4)蒸汽养护：将陶粒放入蒸汽室中养护24-48小时，养护温度为85-105 摄氏度;即得免烧陶粒。
所述废水处理方法为：调整工业废水的Pb离子浓度为1mol/L，pH值为6-8， 然后加入所述免烧陶粒于工业废水中，陶粒重量：废水体积=0.1g/L，在50摄氏 度下搅拌，搅拌速度为300rpm，搅拌时间为1h，搅拌完毕后进行固液分离，即 完成陶粒的废水处理。
作为优选，在蒸汽养护前，还包括如下步骤：将陶粒放入放入养护室中养护 24小时，控制养护室的温度在27℃，湿度应在70%以上。
作为优选，所述混合为球磨混合，球磨时间为5h。
作为优选，所述纳米氧化铝为纳米氧化铝溶胶，粒径为30-100nm。
作为优选，所述蒸汽养护的养护温度为95摄氏度。
作为优选，所述轻质免烧陶粒，其抗压强度大于15MPa，表观密度低于0.9 g/cm3。
本发明的有益效果：
通过合理配制原料，采用蒸汽养护的方法，以沸石粉和粉煤灰为主要原料， 以生石灰、磷石膏、波兰特水泥、硫化亚铁和铝粉为辅助成分，以氯化钠、凹凸 棒土、水玻璃、三聚磷酸钠、月桂醇醚磷酸酯钾、纳米氧化铝、纳米二氧化硅为 添加剂，制备得到了轻质免烧陶粒。本发明创造性的采用沸石粉和粉煤灰相结合 做为原料，沸石粉和粉煤灰是常规的原料，但是沸石粉由于天然含有孔道，将会 大大提高免烧陶粒的密度，同时，天然沸石也含有较高的强度，将会对于陶粒的 耐压强度产生重要的支撑作用;同时，粉煤灰的使用，可以调节沸石粉中硅/铝 的比例，使得所制备的陶粒具有优良的物化性能;粉煤灰和沸石粉的共同使用， 是一种全新的组合。通过选择生石灰、磷石膏、波兰特水泥、硫化亚铁和铝粉及 其合适的重量份，让沸石粉和粉煤灰能够免烧制备得到陶粒，其中磷石膏起到激 发剂的作用;同时，硫化亚铁起到第二激发剂的作用;而助剂对于形成轻质免烧 陶粒产生非常重要的作用，月桂醇醚磷酸酯钾和纳米氧化铝、纳米二氧化硅溶胶， 起到粘结的作用，其中的纳米氧化铝、纳米二氧化硅还通过与辅助成分结合，形 成铝酸盐物质，使得陶粒具有更优质的物化性能;而氯化钠、凹凸棒土、水玻璃、 三聚磷酸钠等无机盐，通过引入无机阴、阳离子，促进硅酸钙的形成，继而提高 陶粒的孔隙率;
该陶粒制备工艺简单，通过选择合适的制备工艺，备料、混合、造粒成型和 蒸汽养护，得到免烧陶粒，制备方法尤其是养护时间和养护温度对于陶粒的物化 性能有重要影响。
使用该陶粒进行废水处理，其对于金属离子Pb的处理率高于99.99%。
具体实施方式
下面结合具体的实施例，并参照数据进一步详细描述本发明。应理解，这些 实施例只是为了举例说明本发明，而非以任何方式限制本发明的范围。
实施例1：
一种轻质陶粒废水处理的方法，所述轻质免烧陶粒的制备方法包括如下制备 步骤：
(1)备料：以沸石粉和粉煤灰为主要原料，以生石灰、磷石膏、波兰特水 泥、硫化亚铁和铝粉为辅助成分，以氯化钠、凹凸棒土、水玻璃、三聚磷酸钠、 月桂醇醚磷酸酯钾、纳米氧化铝、纳米二氧化硅为添加剂;各原料的重量份为：
沸石粉 30份;
粉煤灰 30份;
生石灰 13份;
磷石膏 13份;
波兰特水泥 13份;
硫化亚铁 13份;
铝粉 13份;
氯化钠 3份;
凹凸棒土 3份;
水玻璃 3份;
三聚磷酸钠 3份;
月桂醇醚磷酸酯钾 3份;
纳米氧化铝 3份;
纳米二氧化硅 3份;
(2)混合：将各原料混合，然后加入适量的水，充分搅拌，得到浆料;
(3)造粒成型：将浆料造粒成型，获得粒径为5mm的陶粒;
(4)蒸汽养护：将陶粒放入蒸汽室中养护36小时，养护温度为95摄氏度; 即得免烧陶粒;
在蒸汽养护前，还包括如下步骤：将陶粒放入放入养护室中养护24小时， 控制养护室的温度在27℃，湿度应在70%以上。
所述混合为球磨混合，球磨时间为5h。
所述纳米氧化铝、纳米二氧化硅为纳米氧化铝、纳米二氧化硅溶胶，粒径为 70nm。
一种使用上述制备方法制备得到的轻质免烧陶粒。轻质免烧陶粒的抗压强度 为15.7Mpa，表观密度为0.82g/cm3。
所述废水处理方法为：调整工业废水的Pb离子浓度为1mol/L，pH值为6， 然后加入所述免烧陶粒于工业废水中，陶粒重量：废水体积=0.1g/L，在50摄氏 度下搅拌，搅拌速度为300rpm，搅拌时间为1h，搅拌完毕后进行固液分离，即 完成陶粒的废水处理，金属离子Pb的处理率为99.991%。
实施例2：
一种轻质陶粒废水处理的方法，所述轻质免烧陶粒的制备方法包括如下制备 步骤：
(1)备料：以沸石粉和粉煤灰为主要原料，以生石灰、磷石膏、波兰特水 泥、硫化亚铁和铝粉为辅助成分，以氯化钠、凹凸棒土、水玻璃、三聚磷酸钠、 月桂醇醚磷酸酯钾、纳米氧化铝、纳米二氧化硅为添加剂;各原料的重量份为：
沸石粉 25份;
粉煤灰 35份;
生石灰 6份;
磷石膏 13份;
波兰特水泥 6份;
硫化亚铁 6份;
铝粉 13份;
氯化钠 3份;
凹凸棒土 3份;
水玻璃 3份;
三聚磷酸钠 1份;
月桂醇醚磷酸酯钾 3份;
纳米氧化铝 1份;
纳米二氧化硅 1份;
(2)混合：将各原料混合，然后加入适量的水，充分搅拌，得到浆料;
(3)造粒成型：将浆料造粒成型，获得粒径为4mm的陶粒;
(4)蒸汽养护：将陶粒放入蒸汽室中养护32小时，养护温度为95摄氏度; 即得免烧陶粒;
在蒸汽养护前，还包括如下步骤：将陶粒放入放入养护室中养护24小时， 控制养护室的温度在27℃，湿度应在70%以上。
所述混合为球磨混合，球磨时间为5h。
所述纳米氧化铝、纳米二氧化硅为纳米氧化铝、纳米二氧化硅溶胶，粒径为 50nm。
一种使用上述制备方法制备得到的轻质免烧陶粒。轻质免烧陶粒的抗压强度 为16.0Mpa，表观密度为0.77g/cm3。
所述废水处理方法为：调整工业废水的Pb离子浓度为1mol/L，pH值为7， 然后加入所述免烧陶粒于工业废水中，陶粒重量：废水体积=0.1g/L，在50摄氏 度下搅拌，搅拌速度为300rpm，搅拌时间为1h，搅拌完毕后进行固液分离，即 完成陶粒的废水处理，金属离子Pb的处理率为99.992%。
实施例3：
一种轻质陶粒废水处理的方法，所述轻质免烧陶粒的制备方法包括如下制备 步骤：
(1)备料：以沸石粉和粉煤灰为主要原料，以生石灰、磷石膏、波兰特水 泥、硫化亚铁和铝粉为辅助成分，以氯化钠、凹凸棒土、水玻璃、三聚磷酸钠、 月桂醇醚磷酸酯钾、纳米氧化铝、纳米二氧化硅为添加剂;各原料的重量份为：
沸石粉 20份;
粉煤灰 40份;
生石灰 13份;
磷石膏 9份;
波兰特水泥 13份;
硫化亚铁 13份;
铝粉 9份;
氯化钠 1份;
凹凸棒土 3份;
水玻璃 3份;
三聚磷酸钠 3份;
月桂醇醚磷酸酯钾 3份;
纳米氧化铝 1份;
纳米二氧化硅 1份;
(2)混合：将各原料混合，然后加入适量的水，充分搅拌，得到浆料;
(3)造粒成型：将浆料造粒成型，获得粒径为7mm的陶粒;
(4)蒸汽养护：将陶粒放入蒸汽室中养护36小时，养护温度为100摄氏度; 即得免烧陶粒;
在蒸汽养护前，还包括如下步骤：将陶粒放入放入养护室中养护24小时， 控制养护室的温度在27℃，湿度应在70%以上。
所述混合为球磨混合，球磨时间为5h。
所述纳米氧化铝、纳米二氧化硅为纳米氧化铝、纳米二氧化硅溶胶，粒径为 100nm。
一种使用上述制备方法制备得到的轻质免烧陶粒。轻质免烧陶粒的抗压强度 为16.4Mpa，表观密度为0.81g/cm3。
所述废水处理方法为：调整工业废水的Pb离子浓度为1mol/L，pH值为6.5， 然后加入所述免烧陶粒于工业废水中，陶粒重量：废水体积=0.1g/L，在50摄氏 度下搅拌，搅拌速度为300rpm，搅拌时间为1h，搅拌完毕后进行固液分离，即 完成陶粒的废水处理，金属离子Pb的处理率为99.991%。
实施例4：
一种轻质陶粒废水处理的方法，所述轻质免烧陶粒的制备方法包括如下制备 步骤：
(1)备料：以沸石粉和粉煤灰为主要原料，以生石灰、磷石膏、波兰特水 泥、硫化亚铁和铝粉为辅助成分，以氯化钠、凹凸棒土、水玻璃、三聚磷酸钠、 月桂醇醚磷酸酯钾、纳米氧化铝、纳米二氧化硅为添加剂;各原料的重量份为：
沸石粉 40份;
粉煤灰 40份;
生石灰 5份;
磷石膏 5份;
波兰特水泥 5份;
硫化亚铁 5份;
铝粉 5份;
氯化钠 1份;
凹凸棒土 3份;
水玻璃 1份;
三聚磷酸钠 3份;
月桂醇醚磷酸酯钾 1份;
纳米氧化铝 1份;
纳米二氧化硅 1份;
(2)混合：将各原料混合，然后加入适量的水，充分搅拌，得到浆料;
(3)造粒成型：将浆料造粒成型，获得粒径为7mm的陶粒;
(4)蒸汽养护：将陶粒放入蒸汽室中养护24小时，养护温度为85摄氏度; 即得免烧陶粒;
在蒸汽养护前，还包括如下步骤：将陶粒放入放入养护室中养护24小时， 控制养护室的温度在27℃，湿度应在70%以上。
所述混合为球磨混合，球磨时间为5h。
所述纳米氧化铝、纳米二氧化硅为纳米氧化铝、纳米二氧化硅溶胶，粒径为 30nm。
一种使用上述制备方法制备得到的轻质免烧陶粒;轻质免烧陶粒的抗压强度 为15.9Mpa，表观密度为0.79g/cm3。
所述废水处理方法为：调整工业废水的Pb离子浓度为1mol/L，pH值为7.5， 然后加入所述免烧陶粒于工业废水中，陶粒重量：废水体积=0.1g/L，在50摄氏 度下搅拌，搅拌速度为300rpm，搅拌时间为1h，搅拌完毕后进行固液分离，即 完成陶粒的废水处理，金属离子Pb的处理率为99.992%。
实施例5：
一种轻质陶粒废水处理的方法，所述轻质免烧陶粒的制备方法包括如下制备 步骤：
(1)备料：以沸石粉和粉煤灰为主要原料，以生石灰、磷石膏、波兰特水 泥、硫化亚铁和铝粉为辅助成分，以氯化钠、凹凸棒土、水玻璃、三聚磷酸钠、 月桂醇醚磷酸酯钾、纳米氧化铝、纳米二氧化硅为添加剂;各原料的重量份为：
沸石粉 40份;
粉煤灰 40份;
生石灰 10份;
磷石膏 10份;
波兰特水泥 10;
硫化亚铁 10份;
铝粉 10份;
氯化钠 3份;
凹凸棒土 3份;
水玻璃 3份;
三聚磷酸钠 3份;
月桂醇醚磷酸酯钾 3份;
纳米氧化铝 3份;
纳米二氧化硅 3份;
(2)混合：将各原料混合，然后加入适量的水，充分搅拌，得到浆料;
(3)造粒成型：将浆料造粒成型，获得粒径为7mm的陶粒;
(4)蒸汽养护：将陶粒放入蒸汽室中养护48小时，养护温度为100摄氏度; 即得免烧陶粒;
在蒸汽养护前，还包括如下步骤：将陶粒放入放入养护室中养护24小时， 控制养护室的温度在27℃，湿度应在70%以上。
所述混合为球磨混合，球磨时间为5h。
所述纳米氧化铝、纳米二氧化硅为纳米氧化铝、纳米二氧化硅溶胶，粒径为 100nm。
一种使用上述制备方法制备得到的轻质免烧陶粒。轻质免烧陶粒的抗压强度 为15.4Mpa，表观密度为0.89g/cm3。
所述废水处理方法为：调整工业废水的Pb离子浓度为1mol/L，pH值为8， 然后加入所述免烧陶粒于工业废水中，陶粒重量：废水体积=0.1g/L，在50摄氏 度下搅拌，搅拌速度为300rpm，搅拌时间为1h，搅拌完毕后进行固液分离，即 完成陶粒的废水处理，金属离子Pb的处理率为99.993%。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而 且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发 明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性 的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要 求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方 式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领 域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组 合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
