本發(fā)明涉及資源利用
技術(shù)領(lǐng)域：
，特別是指一種用高鐵赤泥生產(chǎn)規(guī)整化鐵碳微電解填料的方法。
背景技術(shù)：
：赤泥是拜耳法生產(chǎn)氧化鋁時排出的污染性廢渣，一般平均每生產(chǎn)1噸氧化鋁，附帶產(chǎn)生0.8～1.5噸赤泥。中國作為世界第一大氧化鋁生產(chǎn)國，2015年氧化鋁產(chǎn)量5898萬噸，產(chǎn)生的赤泥高達數(shù)千萬噸，我國目前堆存了數(shù)以噸的赤泥。赤泥因其pH值很高，屬于有害廢渣(強堿性土)。過去一般只能堆存，既占用了大量土地，又對土壤、水源、大氣等造成污染。此外，赤泥中的鐵含量往往較高，部分赤泥鐵含量可達40％以上，有望成為提鐵原料。因此，赤泥的處理處置及資源化利用也成為了世界性環(huán)保難題。微電解技術(shù)是一種應(yīng)用電化學(xué)原理處理廢水的工藝，也稱內(nèi)電解法，利用陽極(鐵)與陰極(碳)之間1.2V的電位差對污染物進行處理，特別針對有機物濃度大、高毒性、高色度、難生化廢水的處理，可大幅削減廢水色度和COD，提高其可生化性；此外，微電解技術(shù)還可吸附、還原各種重金屬離子，因此，微電解技術(shù)廣泛應(yīng)用于印染、造紙、化工、電鍍、印刷線路板、制藥等各類工業(yè)廢水的處理。傳統(tǒng)鐵碳微電解填料是將鐵屑和活性碳按比例物理混合，構(gòu)成鐵碳固定床，但因鐵粒(陽極)與碳粒(陰極)物理分離，微電解產(chǎn)生的電流密度小，廢水處理效果差；鐵粒表面易生銹鈍化，造成填料層板結(jié)，形成溝流，需頻繁反沖洗填料層或更換填料，增加了微電解工藝的復(fù)雜性。因此，抗板結(jié)微電解填料的研制，顯得十分必要。近年來，國內(nèi)鐵碳微電解填料的生產(chǎn)與市場銷售發(fā)展快速，產(chǎn)品主要由金屬鐵粉、活性碳、有色金屬催化劑以及粘結(jié)劑組成，經(jīng)混合、成型和燒結(jié)制成，填料已實現(xiàn)規(guī)整化，克服了填料板結(jié)問題。但是，仍存在如下問題：填料原料成本高，產(chǎn)品售價高、水處理成本上升；填料強度低，填料結(jié)構(gòu)松散，廢水處理時損耗快；常規(guī)鐵碳填料生產(chǎn)采用市售金屬鐵粉，市售金屬鐵粉因表面氧化而被鈍化，直接應(yīng)用于填料中，活性低，電流密度小，通過酸浸可以提高金屬鐵粉的活性，但也增加了生產(chǎn)成本和環(huán)保風(fēng)險。技術(shù)實現(xiàn)要素：本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種高鐵赤泥生產(chǎn)規(guī)整化鐵碳微電解填料的方法。該方法具體包括如下步驟：(1)制備赤泥含碳球團：將高鐵赤泥、碳質(zhì)還原劑、添加劑和粘結(jié)劑按一定比例混合后加水造球或壓球，制備成含碳球團。(2)還原焙燒：將步驟(1)所得含碳球團干燥后，在焙燒溫度1100～1300℃隔絕氧氣條件下進行還原焙燒生成含金屬鐵粒(陽極)與碳粒(陰極)的焙燒后產(chǎn)品，焙燒后產(chǎn)品在隔絕氧氣條件下冷卻，得到規(guī)整化鐵碳微電解填料。焙燒過程中，鐵礦物被還原為金屬鐵作為陽極，殘?zhí)甲鳛殛帢O。添加劑可促進鐵礦物還原和提高焙燒后鐵碳微電解材料的強度。其中，步驟(1)中所用高鐵赤泥的鐵含量大于30％，鐵含量較低的赤泥通過選礦手段提高鐵含量至30％以上后也可用于生產(chǎn)規(guī)整化鐵碳微電解填料。步驟(1)中的碳質(zhì)還原劑為無煙煤、煙煤、活性炭、焦炭、半焦、石油焦中的一種或多種組合；步驟(1)中的添加劑為石灰石、石灰、消石灰、碳酸鈉、硫酸鈉、螢石、硼砂中的一種或多種組合；步驟(1)中的粘結(jié)劑為膨潤土、水玻璃、廢糖漿、淀粉中的一種或多種；步驟(1)中高鐵赤泥、碳質(zhì)還原劑、添加劑和粘結(jié)劑的質(zhì)量比為100:(30～60):(0～20):(0.5～10)。步驟(2)中焙燒后產(chǎn)品在隔絕氧氣條件下冷卻。本發(fā)明的上述技術(shù)方案的有益效果如下：上述方案中，直接由高鐵赤泥生產(chǎn)規(guī)整化鐵碳微電解填料，具有原料來源廣泛、流程短和環(huán)境友好的特點，所得鐵碳微電解材料應(yīng)用于處理工業(yè)廢水，可有效降低廢水的COD和色度，運行使用效果穩(wěn)定。附圖說明圖1為本發(fā)明的高鐵赤泥生產(chǎn)規(guī)整化鐵碳微電解填料的方法流程圖。具體實施方式為使本發(fā)明要解決的技術(shù)問題、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合附圖及具體實施例進行詳細描述。本發(fā)明提供一種高鐵赤泥生產(chǎn)規(guī)整化鐵碳微電解填料的方法，工藝流程如圖1所示，包括配料、造球、烘干、還原焙燒、冷卻等步驟，下面結(jié)合具體實施例予以說明。實施例1某高鐵赤泥的多元素分析見表1，所用碳質(zhì)還原劑為無煙煤，煤質(zhì)分析如表2所示。所用粘結(jié)劑為市售膨潤土，添加劑為石灰石。表1高鐵赤泥的多元素分析成分TFeAl2O3SiO2MgOCaO含量(％)40.2317.509.640.320.43成分K2ONa2OTiO2PS含量(％)0.650.542.450.0730.21表2煤的工業(yè)分析結(jié)果成分水分灰分固定碳揮發(fā)分全硫含量(％)2.288.3583.236.140.50高鐵赤泥：無煙煤：膨潤土：石灰石按質(zhì)量比100：40：5：10稱取混合，然后加12％的水混勻。將混合物料在對輥壓球機上制備成含碳球團，將含碳球團在105℃烘干。將含碳球團放入氣氛爐中，充氮氣保護升溫至1180℃，然后保溫3h，焙燒結(jié)束后隨爐在氮氣保護下冷卻，得到規(guī)整化鐵碳微電解填料。應(yīng)用本實施例制備的規(guī)整化鐵碳微電解填料處理某絲綢染印廢水(色度約800倍，COD約為1400mg/L，pH：5.3～5.5)，將pH調(diào)至3左右，在水力停留時間為8h的條件下，廢水色度去除率為85％，COD去除效率47％；反應(yīng)器連續(xù)運行1個月，未發(fā)現(xiàn)明顯的板結(jié)現(xiàn)象，運行較為穩(wěn)定。實施例2某高鐵赤泥的多元素分析見表3，所用碳質(zhì)還原劑為無煙煤，煤質(zhì)分析如表2所示。表3高鐵赤泥的多元素分析成分TFeAl2O3SiO2MgOCaO含量(％)35.2312.1215.640.3212.43成分K2ONa2OTiO2PS含量(％)0.651.783.150.0510.11高鐵赤泥：碳質(zhì)還原劑：粘結(jié)劑：添加劑按質(zhì)量比100：40：5：8稱取混合，然后加12％的水混勻。碳質(zhì)還原劑的組成為無煙煤：煙煤：焦炭：活性炭：半焦：石油焦的質(zhì)量比為35：15：20：10：10：10，無煙煤、煙煤、焦炭、活性炭、半焦、石油焦均為工業(yè)產(chǎn)品；粘結(jié)劑組成為水玻璃：膨潤土：淀粉：廢糖漿質(zhì)量比為25：30：10：35，水玻璃、膨潤土、淀粉、廢糖漿均為工業(yè)產(chǎn)品；添加劑組成為石灰石：石灰：消石灰：碳酸鈉：硫酸鈉：螢石：硼砂質(zhì)量比為25:15:10:15:10:15:10，石灰石、石灰、消石灰、螢石、碳酸鈉、硫酸鈉、硼砂均為工業(yè)產(chǎn)品。將混合物料在對輥壓球機上制備成含碳球團，將含碳球團在105℃烘干。將含碳球團放入氣氛爐中，充氮氣保護升溫至1280℃，然后保溫2h，焙燒結(jié)束后隨爐在氮氣保護下冷卻，得到規(guī)整化鐵碳微電解填料。應(yīng)用本實施例制備的規(guī)整化鐵碳微電解填料處理某工業(yè)焦化廢水，其COD為14000mg/L，色度約為11500倍。將廢水pH調(diào)至3左右，在水力停留時間為6h的條件下，COD去除率為51％，色度去除率為80％。連續(xù)運行6周，運行處理效果穩(wěn)定，未發(fā)現(xiàn)明顯板結(jié)現(xiàn)象。以上所述是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本
技術(shù)領(lǐng)域：
的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明所述原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護范圍。當(dāng)前第1頁1 2 3