申請(qǐng)日2015.07.14
公開(kāi)(公告)日2015.10.07
IPC分類(lèi)號(hào)C02F1/461
摘要
本發(fā)明提供一種水處理用鐵碳微電解陶粒填料的制備方法，其特征在于采用以下步驟：(1)將廢鐵屑、廢線(xiàn)路板粉末、山東省淄博市孝婦河黃土崖段河道底泥粉、粘土以15～20：55～60：10～15：10～15的質(zhì)量比混合，形成混合料;(2)將混合料加入圓盤(pán)造粒機(jī)中，另加入混合料質(zhì)量為25～30%的粘結(jié)劑稀釋液造粒，制成權(quán)利要求書(shū)
1.一種水處理用鐵碳微電解陶粒填料的制備方法，其特征在于采用以下步驟：(1)將廢 鐵屑、廢線(xiàn)路板粉末、山東省淄博市孝婦河黃土崖段河道底泥粉、粘土以15～20：55～60： 10～15：10～15的質(zhì)量比混合，形成混合料;(2)將混合料加入圓盤(pán)造粒機(jī)中，另加入混合料 質(zhì)量為25～30%的粘結(jié)劑稀釋液造粒，制成φ3～5mm的球形顆粒;(3)將球形顆粒干燥后， 在無(wú)氧氣氛下燒制、冷卻，得鐵碳微電解陶粒填料。
2.如權(quán)利要求1所述的水處理用鐵碳微電解陶粒填料的制備方法，其特征在于：步驟(1) 中，廢鐵屑中含鐵97～98%，研磨過(guò)100目篩而成;廢線(xiàn)路板粉末由廢線(xiàn)路板粉碎后，再依次 經(jīng)過(guò)磁選除鐵、電選除銅后研磨過(guò)100目篩而成，廢線(xiàn)路板粉末中含環(huán)氧樹(shù)脂80～82%、玻璃 纖維13～15%以及金屬銅1.72～2.15%，其它為少量的鐵、鋁、錫、金、銀、鉑等。
3.如權(quán)利要求1所述的水處理用鐵碳微電解陶粒填料的制備方法，其特征在于：步驟(1) 中，河道底泥粉采用山東省淄博市孝婦河黃土崖段河道底泥研磨過(guò)120目篩而成，粘土取自 山東省濰坊市坊子區(qū)涌泉的鈣基膨潤(rùn)土，鈣基膨潤(rùn)土的主要礦物成分為蒙脫石，研磨過(guò)120 目篩而成，河道底泥、粘土各自的主要化學(xué)成分的質(zhì)量百分比為：
4.如權(quán)利要求1所述的水處理用鐵碳微電解陶粒填料的制備方法，其特征在于：步驟(1) 中，河道底泥中粘土質(zhì)量百分比含量65～70%，水生植物及藻類(lèi)的質(zhì)量百分比含量9～10%。
5.如權(quán)利要求1所述的水處理用鐵碳微電解陶粒填料的制備方法，其特征在于：步驟(2) 中粘結(jié)劑稀釋液的制作為，先將0.5wt%聚乙烯醇加熱至聚乙烯醇融化，然后加入80-100℃熱 水稀釋5-6倍制得粘結(jié)劑稀釋液，現(xiàn)配現(xiàn)用。
6.如權(quán)利要求1所述的水處理用鐵碳微電解陶粒填料的制備方法，其特征在于：步驟(3) 中，將球形顆粒先在干燥箱中100℃干燥后，再在無(wú)氧氣氛下煅燒，煅燒制度為0℃～600℃， 升溫速率控制為10℃/min，當(dāng)溫度到達(dá)600℃時(shí)恒溫10分鐘，然后600℃～900℃升溫速率 控制在10℃/min，當(dāng)?shù)竭_(dá)900℃時(shí)恒溫10分鐘，900℃～1110℃±10℃升溫速率控制在5℃/min， 當(dāng)?shù)竭_(dá)1110℃±10℃時(shí)恒溫60分鐘，關(guān)掉電源，在無(wú)氧氣氛下讓其自然冷卻至室溫，取出樣 品，密封保存。
說(shuō)明書(shū)
水處理用鐵碳微電解陶粒填料的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明提供一種水處理用鐵碳微電解陶粒填料的制備方法，屬于廢水凈化處理材料及環(huán) 境材料制備技術(shù)領(lǐng)域，尤其是高毒性廢水和高濃度、難生物降解有機(jī)廢水的凈化處理技術(shù)材 料領(lǐng)域。
背景技術(shù)
陶制抗板結(jié)鐵碳微電解陶粒可以利用鐵碳微電解技術(shù)處理高濃度、高色度、高毒性和難 生物降解的有機(jī)廢水和重金屬?gòu)U水。鐵碳微電解陶粒浸入廢水中時(shí)，由于鐵和碳之間的電位 差，廢水中會(huì)形成無(wú)數(shù)個(gè)原電池。這些細(xì)微電池是以電位低的鐵做陰極，電位高的碳做陽(yáng)極， 在含有酸性電解質(zhì)的水溶液中發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，使大分子有機(jī)污染物降解為小分子，在較短 的時(shí)間里提高廢水的可生化性，并降低廢水的COD和毒性;由于鐵的還原作用還可以使廢水 中的重金屬離子轉(zhuǎn)變?yōu)閱钨|(zhì)或沉淀物而被除去。鐵碳微電解技術(shù)目前已應(yīng)用于印染、重金屬、 制藥、農(nóng)藥等廢水處理，其優(yōu)點(diǎn)是工藝簡(jiǎn)單、應(yīng)用范圍廣泛。因此，研究如何降低陶制抗板 結(jié)鐵碳微電解陶粒的制備成本和提高其廢水處理效果至關(guān)重要。
印刷線(xiàn)路板是電子工業(yè)的基礎(chǔ)，幾乎存在于所有的電子產(chǎn)品中。近年來(lái)隨著國(guó)內(nèi)電子產(chǎn) 品報(bào)廢高峰的快速到來(lái)，以及每年從發(fā)達(dá)國(guó)家進(jìn)口的電子廢棄物，都產(chǎn)生了大量的廢棄線(xiàn)路 板。目前對(duì)于廢棄印刷線(xiàn)路板中金屬的提取和回收技術(shù)已經(jīng)比較成熟，然而對(duì)提取金屬后剩 余的大量非金屬材料即廢線(xiàn)路板粉末的開(kāi)發(fā)利用則進(jìn)展較慢，有大量的堆積現(xiàn)象。這些非金 屬物質(zhì)即廢線(xiàn)路板粉末占到印刷線(xiàn)路板組成的70%～80%，主要由環(huán)氧樹(shù)脂、玻璃纖維等無(wú)機(jī) 材料構(gòu)成，其中還有極少量的金屬銅、稀貴微量元素等，如果不對(duì)其開(kāi)發(fā)利用，就會(huì)占用土 地資源，對(duì)周?chē)h(huán)境造成危害。另，現(xiàn)有的填料為了提升其對(duì)高濃度、高毒性有機(jī)廢水中大 分子有機(jī)物的催化降解效果和重金屬?gòu)U水中重金屬的還原效果，往往在制作原料中添加少量 銅及其它稀貴微量元素，這樣填料的制作成本就大大提高。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種能充分利用廢線(xiàn)路板粉末等固體廢棄物制作水處 理填料、成本低、工作性能優(yōu)良的水處理用鐵碳微電解陶粒填料的制備方法。其技術(shù)方案為：
一種水處理用鐵碳微電解陶粒填料的制備方法，其特征在于采用以下步驟：(1)將廢鐵 屑、廢線(xiàn)路板粉末、山東省淄博市孝婦河黃土崖段河道底泥粉、粘土以15～20：55～60：10～15： 10～15的質(zhì)量比混合，形成混合料;(2)將混合料加入圓盤(pán)造粒機(jī)中，另加入混合料質(zhì)量為 25～30%的粘結(jié)劑稀釋液造粒，制成的球形顆粒;(3)將球形顆粒干燥后，在無(wú)氧氣 氛下燒制、冷卻，得鐵碳微電解陶粒填料。
所述的水處理用鐵碳微電解陶粒填料的制備方法，步驟(1)中，廢鐵屑中含鐵97～98%， 研磨過(guò)100目篩而成;廢線(xiàn)路板粉末由廢線(xiàn)路板粉碎后，再依次經(jīng)過(guò)磁選除鐵、電選除銅后 研磨過(guò)100目篩而成，廢線(xiàn)路板粉末中含環(huán)氧樹(shù)脂80～82%、玻璃纖維13～15%以及金屬銅 1.72～2.15%，其它為少量的鐵、鋁、錫、金、銀、鉑等。
所述的水處理用鐵碳微電解陶粒填料的制備方法，步驟(1)中，河道底泥粉采用山東省 淄博市孝婦河黃土崖段河道底泥研磨過(guò)120目篩而成，粘土取自山東省濰坊市坊子區(qū)涌泉的 鈣基膨潤(rùn)土，鈣基膨潤(rùn)土的主要礦物成分為蒙脫石，研磨過(guò)120目篩而成，河道底泥、粘土 各自的主要化學(xué)成分的質(zhì)量百分比為：
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所述的水處理用鐵碳微電解陶粒填料的制備方法，步驟(1)中，河道底泥中粘土質(zhì)量百 分比含量65～70%，水生植物及藻類(lèi)的質(zhì)量百分比含量9～10%。
所述的水處理用鐵碳微電解陶粒填料的制備方法，步驟(2)中粘結(jié)劑稀釋液的制作為， 先將0.5wt%聚乙烯醇加熱至聚乙烯醇融化，然后加入80-100℃熱水稀釋5-6倍制得粘結(jié)劑稀 釋液，現(xiàn)配現(xiàn)用。
所述的水處理用鐵碳微電解陶粒填料的制備方法，步驟(3)中，將球形顆粒先在干燥箱 中100℃干燥后，再在無(wú)氧氣氛下煅燒，煅燒制度為0℃～600℃，升溫速率控制為10℃/min， 當(dāng)溫度到達(dá)600℃時(shí)恒溫10分鐘，然后600℃～900℃升溫速率控制在10℃/min，當(dāng)?shù)竭_(dá)900℃ 時(shí)恒溫10分鐘，900℃～1110℃±10℃升溫速率控制在5℃/min，當(dāng)?shù)竭_(dá)1110℃±10℃時(shí)恒溫 60分鐘，關(guān)掉電源，在無(wú)氧氣氛下讓其自然冷卻至室溫，取出樣品，密封保存。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)比較，具有以下有益效果：
1、本發(fā)明所述的水處理用鐵碳微電解陶粒填料的制備方法中，其制備原料中的鐵屑、廢 線(xiàn)路板粉末、河道底泥本身是固體廢棄物，因此可以減少固體廢物對(duì)環(huán)境造成的危害，尤其 是減少?gòu)U線(xiàn)路板粉末的堆積現(xiàn)象。
2、本發(fā)明在陶粒制備過(guò)程中，不使用活性炭、木炭等珍貴碳資源，僅利用廢線(xiàn)路板粉末 在無(wú)氧高溫下炭化而形成的碳，形成微電解反應(yīng)的陽(yáng)極。在燒制陶粒的同時(shí)完成碳化，節(jié)約 資源、能源。陶粒在無(wú)氧氣氛下燒制，不會(huì)產(chǎn)生對(duì)環(huán)境危害極大的二惡英。
3、廢線(xiàn)路板粉末中的環(huán)氧樹(shù)脂在無(wú)氧高溫碳化時(shí)會(huì)產(chǎn)生一氧化碳等小分子氣體，逸出的 小分子氣體又可以使陶粒內(nèi)部和表面產(chǎn)生許多空隙，從而使陶粒具有較大的比表面積和提高 其對(duì)高濃度、高毒性有機(jī)廢水和重金屬?gòu)U水的吸附處理效果。
4、廢線(xiàn)路板粉末中含有的少量銅及其它稀貴微量元素，少量銅及其它稀貴微量元素在陶 粒中可以起到微量催化劑的作用，會(huì)加速對(duì)高濃度、高毒性有機(jī)廢水中大分子有機(jī)物的催化 降解效果和重金屬?gòu)U水中重金屬的還原效果，克服了現(xiàn)有技術(shù)不加催化劑或微量催化劑需要 另外添加的缺陷，工藝簡(jiǎn)單，制備成本低，產(chǎn)生的社會(huì)效益大。
5、本發(fā)明通過(guò)鐵碳原電池反應(yīng)，特別是由于原材料廢線(xiàn)路板粉末中本身含有少量的金屬 銅等催化劑，因此對(duì)重金屬的還原能力優(yōu)于現(xiàn)有技術(shù)，為高毒性的重金屬?gòu)U水處理提供了一 個(gè)切實(shí)可行的方案。
6、本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)廢物循環(huán)利用，綜合成本低，使用維護(hù)簡(jiǎn)單，工藝操作簡(jiǎn)單，產(chǎn)品再 生循環(huán)利用容易，其經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)保效益、社會(huì)效益顯著，符合我國(guó)當(dāng)前的節(jié)能減排政策。
