專利名稱：免燒法制備的脫硫灰渣廢水除磷材料及制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于可回收廢水除鉛生態(tài)環(huán)境材料，更具體涉及一種免燒法制備的脫硫灰渣廢水 除磷材料及制備方法。
背景技術(shù)：
我國含S02的廢氣主要來自燃煤發(fā)電廠、鋼鐵生產(chǎn)中的燒結(jié)機和冶金爐窯。燒結(jié)機是現(xiàn) 代鋼鐵生產(chǎn)工藝的重要設(shè)備之一，也是鋼鐵生產(chǎn)工藝煙塵排放的重點污染源。高爐容積不斷 增大，與之匹配的燒結(jié)機單機能力也不斷增大，正向大型帶式燒結(jié)機發(fā)展。燒結(jié)機大型化的 發(fā)展趨勢，必然帶來單機廢氣量和煙塵排放量的增大，控制燒結(jié)機煙塵污染勢在必行。各鋼 鐵公司都在積極尋找適合本企業(yè)的脫硫方案，福建三明鋼鐵廠采用干法石灰脫硫新工藝，所 排出的脫硫灰渣是一種干態(tài)的混合物，包含有飛灰、石灰石粉經(jīng)煅燒和增濕后產(chǎn)生的各種鈣 基化合物以及未完全反應(yīng)的吸收劑，在綜合利用方面具有一定的困難。
人類的各種活動，導(dǎo)致大量富含氮磷的廢水排入江河湖海，造成水體富營養(yǎng)化，對人類 的生存與發(fā)展具有極大的危害。磷是富營養(yǎng)化的主要元素，因此，水體磷的凈化成為普遍關(guān) 注的話題。目前除磷的主要方法有3種，(1)化學(xué)沉淀法向水體投放混凝劑，生成 Ca50H(P03)3、 A1P04、 FeP04等難溶性的沉淀物。該法需要投放大量混凝劑，成本高，形成的 污泥會導(dǎo)致水體二次污。(2)生物法種植對氮磷具有凈化和吸附性能的水生植物，將氮 和磷貯存到植物組織中后撈走，此法受時間、季節(jié)與環(huán)境條件限制；生物膜法因膜表面易污 染堵塞、清洗困難，也受限。(3)吸附法包括物理吸附與化學(xué)吸附，是目前最有前途的脫 磷方法。但除磷效率不高，投放大量吸附劑粉料后，淤泥增多，回收困難，二次污染更為嚴 重。
脫硫灰渣含豐富的鈣資源，其中鈣活性很高，除磷響應(yīng)時間快、效率高，吸附除磷能 力強，但直接投入廢水中除磷時，生成難溶性的沉淀物，形成的污泥會導(dǎo)致水體二次污染， 除磷材料無法回收。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種免燒法制備的脫硫灰渣可回收廢水除磷材料及制備方法，解決 現(xiàn)有技術(shù)中脫硫灰渣利用不合理，廢水中磷元素去除不完全、成本高、工藝流程復(fù)雜等技術(shù) 問題；本發(fā)明用脫硫灰渣為主要原料，采用免燒工藝，不僅制品性能好，生產(chǎn)成本低，可回收，除去水中磷元素效果好，除磷成本低，有利于實現(xiàn)環(huán)境保護和變廢為寶的雙重目的。 本發(fā)明的可回收高效廢水除磷材料，其原料配方，按照重量百分比包括脫硫灰渣 60-90%，水泥10-40%。
本發(fā)明的具體步驟為a)將脫硫灰渣過60目篩；b)按配方準確稱取原料，加適量水混合 均勻；c)將混合料壓制成型為外徑6-12mm，內(nèi)徑3-9mm，長6-12mm的管狀試樣，或者制成外 徑15-21mm，內(nèi)徑9-15mm，長10-16mm的空心環(huán)狀試樣。d)放在水中靜置養(yǎng)護28天后制得可回 收廢水除磷材料。
本發(fā)明的顯著優(yōu)點是較之已有技術(shù)而言，本發(fā)明充分利用脫硫灰渣來源廣泛，密度低 ，具有生物活性的特點，本發(fā)明專利將脫硫灰渣與水泥按一定比例混合，制成各種試樣，使 脫硫灰渣粒子固化。本發(fā)明專利的廢水除磷材料，強度高，在水中的穩(wěn)定性好，廢水中的磷 酸根離子會與脫硫灰渣粒子產(chǎn)生反應(yīng)達到除磷的目的；另一方面用本發(fā)明專利制成的脫硫灰 渣廢水除磷材料，工藝簡單，能耗低、材料強度高，可回收，解決了制約除磷材料回收再生 方面的技術(shù)難題。主要采取免燒工藝制備材料，工藝簡單、除磷速度快、效率高、可回收。 制品不僅成本低，提高了市場競爭力，更有利于實現(xiàn)環(huán)境保護和變廢為寶的雙重目的。
具體實施例方式
可回收廢水除磷材料的原料配方，按照重量百分比包括脫硫灰渣60-90%，水泥 10-40%。
以上的脫硫灰渣為鋼鐵廠燒結(jié)爐脫硫產(chǎn)物，水泥為普通硅酸鹽水泥。 脫硫灰渣可回收廢水除磷材料的制備方法為采用不需熱處理的免燒工藝，其制備方法的 具體步驟為
a) 脫硫灰渣過60目篩。
b) 按配方準確稱取原料，加適量水(每lkg的混合料中，加入150-400mL的水)混合均
勻；
c) 將混合料壓制成型試樣為外徑6-12mm，內(nèi)徑3-9mm，長6-12mm的管狀試樣，或者制成 外徑15-21mm，內(nèi)徑9-15mm，長10-16mm的空心環(huán)狀試樣。
d) 將成型后的樣品放在水中靜置養(yǎng)護28天后即可制得可回收廢水除磷材料。 將本發(fā)明的廢水除磷材料材料置于含磷廢水中除去含廢水中的磷元素；所述廢水除磷材
料用過后從水中撈起，回收循環(huán)使用。以下是本發(fā)明的幾個具體實施例，進一步說明本發(fā)明，但是本發(fā)明不僅限于此。 實施例l，
利用脫硫灰渣和水泥為原料制備制備可回收廢水除磷材料，其原料配方，按照重量百分 比如下脫硫灰渣63%，水泥37%。
制備步驟-
將脫硫灰渣60目篩；
按配方準確稱取原料、水泥，加適量水(每lkg的混合料中，加入250mL的水)混合均勻
將混料進行壓制成型，制成外徑8mm，內(nèi)徑4mm，長16mm的空心管狀試樣； 放在水中靜置養(yǎng)護28天，制得可回收廢水除磷材料。
廢水除磷凈材料性能在水槽中加入除磷凈化材料及模擬廢水(5mg/1 KH2P04水溶液) ，劑量為l個/40ml，每個約為2g，使除磷材料與模擬廢水溶液相接觸，在各個設(shè)定的時間采 樣，利用可見光分光光度計鉬藍法測試磷濃度隨時間的變化情況。48小時后磷濃度降到了 0.00mg/L。
實施例2:
利用脫硫灰渣和水泥為原料制備制備可回收廢水除磷材料，其原料配方，按照重量百分 比如下脫硫灰渣69%，水泥31%。
制備步驟-
a) 將脫硫灰渣過60目篩；
b) 按配方準確稱取原料、水泥，加適量水(每lkg的混合料中，加入250mL的水)混合均
勻；
c) 將混料進行壓制成型，制成外徑8mm，內(nèi)徑4mm，長16mm的空心管狀試樣；
d) 放在水中靜置進行養(yǎng)護28天，制得可回收廢水除磷材料。
廢水除磷凈材料性能在水槽中加入除磷凈化材料及模擬廢水(5mg/1 KH2P04水溶液) ，劑量為l個/40ml，每個約為2g，使除磷材料與模擬廢水溶液相接觸，在各個設(shè)定的時間采 樣，利用可見光分光光度計鉬藍法測試磷濃度隨時間的變化情況。48小時后磷濃度降到了 0.15mg/L。
實施例3:利用脫硫灰渣和水泥為原料制備制備可回收廢水除磷材料，其原料配方，按照重量百分 比如下脫硫灰渣78%，水泥22%。
制備步驟-
a) 將脫硫灰渣過60目篩；
b) 按配方準確稱取原料、水泥，加適量水(每lkg的混合料中，加入250mL的水)混合均
勻；
c) 將混料進行壓制成型，制成外徑8mm，內(nèi)徑4mm，長16mm的空心管狀試樣；
d) 放在水中靜置進行養(yǎng)護28天，制得可回收廢水除磷材料。
廢水除磷凈材料性能在水槽中加入除磷凈化材料及模擬廢水(5mg/1 KH2P04水溶液) ，劑量為l個/40ml，每個約為2g，使除磷材料與模擬廢水溶液相接觸，在各個設(shè)定的時間采 樣，利用可見光分光光度計鉬藍法測試磷濃度隨時間的變化情況。48小時后磷濃度降到了 0.05mg/L。
權(quán)利要求
1.一種免燒法制備的脫硫灰渣可回收廢水除磷材料，其特征在于所述廢水除磷材料的原料配方，按照重量百分比包括脫硫灰渣60-90％，水泥10-40％。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的免燒法制備的脫硫灰渣可回收廢水除磷材料 ，其特征在于所述脫硫灰渣為鋼鐵廠燒結(jié)爐脫硫后的廢棄物，水泥為普通硅酸鹽水泥。
3. 一種如權(quán)利要求1或2所述的脫硫灰渣可回收廢水除磷材料的制備 方法，其特征在于所述脫硫灰渣廢水除磷材料的制備方法為采用不需熱處理的免燒工藝。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的脫硫灰渣可回收廢水除磷材料的制備方法，其特征在于所述方法的具體步驟為a) 脫硫灰渣過60目篩；b) 按配方準確稱取原料，加適量水混合均勻；c) 將混合料壓制成型；d) 將成型后的樣品放在水中靜置養(yǎng)護28天后即可制得可回收廢水除磷材料。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的脫硫灰渣可回收廢水除磷材料的制備方法， 其特征在于所述步驟b)中每lkg的原料中，加入150-400mL的水。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的脫硫灰渣可回收廢水除磷材料的制備方法， 其特征在于所述步驟c)中壓制成型試樣為外徑6-12mm，內(nèi)徑3-9mm，長6-12mm的管狀試樣 ，或者制成外徑15-21mm，內(nèi)徑9-15mm，長10-16mm的空心環(huán)狀試樣。
7. 一種如權(quán)利要求3所述方法制備的脫硫灰渣可回收廢水除磷材料的 用途，其特征在于所述廢水除磷材料材料置于含磷廢水中除去含廢水中的磷元素；所述廢 水除磷材料用過后從水中撈起，回收循環(huán)使用。
8. 一種如權(quán)利要求1或2所述的可回收廢水除磷材料的用途或者如權(quán) 利要求4、 5、 6或7所述方法制備的脫硫灰渣可回收廢水除磷材料的用途，其特征在于所述 廢水除磷材料材料置于含磷廢水中除去含廢水中的磷元素；所述廢水除磷材料用過后從水中撈起，回收循環(huán)使用。
全文摘要
本發(fā)明提供一種免燒法制備的脫硫灰渣廢水除磷材料及制備方法，屬于可回收廢水除磷生態(tài)環(huán)境材料。解決現(xiàn)有技術(shù)中脫硫灰渣利用不合理，廢水中磷元素去除不完全、成本高、工藝流程復(fù)雜等技術(shù)問題；本發(fā)明充分利用脫硫灰渣中含豐富的鈣資源，將預(yù)處理后的脫硫灰渣與水泥按適當(dāng)比例混合均勻后，成型，以免燒的形式養(yǎng)護制成廢水除磷材料。本發(fā)明產(chǎn)品配方與工藝簡單，成本低廉，除磷能力強，制品強度高，可回收，解決了制約除磷材料回收再生方面的技術(shù)難題，具有很強的市場競爭能力和推廣應(yīng)用價值。
文檔編號B01J20/30GK101670264SQ200910309068
公開日2010年3月17日 申請日期2009年10月29日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月29日
發(fā)明者巖 于, 吳任平, 阮玉忠, 顏俊瑜 申請人:福州大學(xué)