申請日2017.09.25

　　公開(公告)日2017.12.15

　　IPC分類號C04B38/00; C04B33/132; B01J20/10; B01J20/30; C02F1/28; C02F1/00; B01D39/06; C02F101/10

　　摘要

　　本發(fā)明涉及用于污水過濾的陶粒技術領域，尤其是一種污水過濾用磷石膏陶粒及其制備方法，經(jīng)過將磷石膏制備成磷石膏粉，將粘土經(jīng)過改性制備成粘土粉，將頁巖與硫化亞鐵、三氧化二鋁相互作用后，制備成頁巖粉，并將磷石膏粉、粘土粉、頁巖粉進行合理的配比設計，使得磷石膏的利用量較多，粘土、頁巖的利用量較低，減少了對自然資源的消耗，實現(xiàn)了對磷化工廢棄物的有效利用，降低了成本。

　　權利要求書

　　1.一種污水過濾用磷石膏陶粒制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

　　(1)將磷石膏烘干至恒重，并研磨成粉末，過80目篩，得磷石膏粉;

　　(2)將粘土與三聚磷酸鈉按照質(zhì)量比為1:0.2-0.5混合，并研磨，過80目篩，得粘土粉;

　　(3)將硫化亞鐵與三氧化二鋁按照質(zhì)量比為1:1混合，并添加硫化亞鐵質(zhì)量3-7倍的頁巖，研磨，過80目篩，得到頁巖粉;

　　(4)將磷石膏粉、粘土粉、頁巖粉按照質(zhì)量比為8-10:0.4-0.8:1-3混合，拌勻，加水，送入造粒機造粒成型，燒制，即得。

　　2.如權利要求1所述的污水過濾用磷石膏陶粒制備方法，其特征在于，所述的步驟(4)，磷石膏粉、粘土粉、頁巖粉按照質(zhì)量比為9:0.5:2混合。

　　3.如權利要求1所述的污水過濾用磷石膏陶粒制備方法，其特征在于，所述的步驟(2)，粘土與三聚磷酸鈉按照質(zhì)量比為1:0.3混合。

　　4.如權利要求1所述的污水過濾用磷石膏陶粒制備方法，其特征在于，所述的步驟(3)，頁巖添加量為硫化亞鐵質(zhì)量的6倍。

　　5.如權利要求1所述的污水過濾用磷石膏陶粒制備方法，其特征在于，所述的加水，水料質(zhì)量比為0.1～0.9。

　　6.如權利要求1所述的污水過濾用磷石膏陶粒制備方法，其特征在于，所述的成型，顆粒粒徑為5-25mm。

　　7.如權利要求1所述的污水過濾用磷石膏陶粒制備方法，其特征在于，所述的燒制，是先預熱至100℃，再在3min升溫至200℃，恒溫3min，再在20min升溫至1200℃，恒溫0.5-1h，在3h降溫至常溫，即可。

　　8.如權利要求1-7任一項所述的污水過濾用磷石膏陶粒制備方法制備的污水過濾用磷石膏陶粒。

　　9.如權利要求8所述的污水過濾用磷石膏陶粒，其特征在于，堆積密度為365～483kg/m3，筒壓強度為12.1～14.6MPa，1h吸水率為4～9%，鹽酸可溶率為0.8%。

　　說明書

　　一種污水過濾用磷石膏陶粒及其制備方法

　　技術領域

　　本發(fā)明涉及用于污水過濾的陶粒技術領域，尤其是一種污水過濾用磷石膏陶粒及其制備方法。

　　背景技術

　　隨著工業(yè)的快速發(fā)展，污水排放量越來越多;隨著污水的排放，導致眾多有害元素或者微生物進入生物鏈，使得對動植物以及人類帶來嚴重的危害，因此，對于污水進行凈化處理至一定標準后，再排放，是當前環(huán)保部門嚴格要求的。

　　陶粒為污水處理過程中，較為廉價的原料產(chǎn)品，被廣泛應用于污水處理領域，實現(xiàn)污水的凈化處理。但是，現(xiàn)有技術中，陶粒一般采用燒結法和免燒法制備，而燒結法制備陶粒已成為當前最成熟的工藝，可是其制備陶粒的工藝較為復雜，成本高;而免燒法雖然避免了高溫燒結處理，其對于原料要求比較高，不容易形成高強度、低密度的輕質(zhì)陶粒。

　　基于此，對于陶粒的制備，一直著眼于對陶粒的制備的成本以及陶�？箟簭姸群偷兔芏确矫孢M行研究，但都未取得較大的突破，使得陶粒的堆積密度保持在600kg/m3以上，筒壓強度在5MPa以下，極大程度的影響著陶粒產(chǎn)品的品質(zhì)，以及陶粒產(chǎn)品在污水處理方面應用的周期。

　　磷石膏是磷化工產(chǎn)業(yè)產(chǎn)出的固體廢棄物，其具有輕質(zhì)等特征，但由于磷石膏可塑性極差，導致磷石膏在各個領域的應用量較少，如有研究者將磷石膏應用于陶粒制備領域，可并未將磷石膏直接作為主要原料來進行陶粒的制備，而是將其作為少量添加在陶粒主原料中，并經(jīng)過造粒成型，養(yǎng)護或者燒結等方式獲得陶粒�？梢姡瑢τ诂F(xiàn)有技術中，陶粒制備過程中，難以大量利用磷石膏作為原料來生產(chǎn)，使得對于磷化工產(chǎn)生的大量固體廢棄物的堆存量難以得到緩解。

　　鑒于此，本研究者在考慮陶粒制備成本以及陶粒密度、抗壓強度等綜合性能的基礎上，將磷石膏作為陶粒制備的主要原料，并添加其他輔料，使得制備的陶粒產(chǎn)品性能較佳，能夠用于對污水凈化處理，降低污水中有害成分的含量，為用于污水處理的陶粒生產(chǎn)提供一種新思路。

　　發(fā)明內(nèi)容

　　為了解決現(xiàn)有技術中存在的上述技術問題，本發(fā)明提供一種污水過濾用磷石膏陶粒及其制備方法。

　　具體是通過以下技術方案得以實現(xiàn)的：

　　一種污水過濾用磷石膏陶粒制備方法，包括以下步驟：

　　(1)將磷石膏烘干至恒重，并研磨成粉末，過80目篩，得磷石膏粉;

　　(2)將粘土與三聚磷酸鈉按照質(zhì)量比為1:0.2-0.5混合，并研磨，過80目篩，得粘土粉;

　　(3)將硫化亞鐵與三氧化二鋁按照質(zhì)量比為1:1混合，并添加硫化亞鐵質(zhì)量3-7倍的頁巖，研磨，過80目篩，得到頁巖粉;

　　(4)將磷石膏粉、粘土粉、頁巖粉按照質(zhì)量比為8-10:0.4-0.8:1-3混合，拌勻，加水，送入造粒機造粒成型，燒制，即得。

　　所述的步驟(4)，磷石膏粉、粘土粉、頁巖粉按照質(zhì)量比為9:0.5:2混合。

　　所述的步驟(2)，粘土與三聚磷酸鈉按照質(zhì)量比為1:0.3混合。

　　所述的步驟(3)，頁巖添加量為硫化亞鐵質(zhì)量的6倍。

　　所述的加水，水料質(zhì)量比為0.1～0.9。

　　所述的成型，顆粒粒徑為5-25mm。

　　所述的燒制，是先預熱至100℃，再在3min升溫至200℃，恒溫3min，再在20min升溫至1200℃，恒溫0.5-1h，在3h降溫至常溫，即可。

　　上述的污水過濾用磷石膏陶粒制備方法制備的污水過濾用磷石膏陶粒，堆積密度為365～483kg/m3，筒壓強度為12.1～14.6MPa，1h吸水率為4～9%，鹽酸可溶率約為0.8%。

　　本發(fā)明創(chuàng)造的陶粒經(jīng)過靜態(tài)吸附試驗表明：該陶粒對水中TP的飽和吸附量達到920～990mg/kg，具有較優(yōu)的吸附除磷效果，能夠廣泛應用于磷化工污水中的除磷處理。

　　與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明創(chuàng)造的技術效果體現(xiàn)在：

　　經(jīng)過將磷石膏制備成磷石膏粉，將粘土經(jīng)過改性制備成粘土粉，將頁巖與硫化亞鐵、三氧化二鋁相互作用后，制備成頁巖粉，并將磷石膏粉、粘土粉、頁巖粉進行合理的配比設計，使得磷石膏的利用量較多，粘土、頁巖的利用量較低，減少了對自然資源的消耗，實現(xiàn)了對磷化工廢棄物的有效利用，降低了成本。

　　結合將粘土采用三聚磷酸鈉進行改性處理，并結合頁巖采用硫化亞鐵、三氧化二鋁進行處理，使得陶粒的結構穩(wěn)定，并且在燒制過程中，促進孔隙的形成，提高陶粒的孔隙率，增強吸附能力和交換能力，實現(xiàn)對水質(zhì)的改善功能，提高陶粒的抗壓強度，降低堆密度。

　　經(jīng)過成型燒結處理，結合原料成分的選擇，使得形成大量的鈣基無機鹽，提高了對水中磷酸鹽的去除能力;而且，經(jīng)過粘土、頁巖、磷石膏的合理配比設計，使得陶�？箟簭姸容^高，而且堆積密度較低，能夠長期承受污水沖刷的負荷，延長凈化水的周期，降低污水處理成本。