一种可再生吸磷陶粒及其制备方法和应用与流程

本发明涉及工业废弃物综合利用，具体涉及一种可再生吸磷陶粒及其制备方法和应用。

背景技术：

1、吸附法除磷不需要添加化学试剂，具有操作简单灵活的特点，可通过固液分离使吸附剂与净化含磷废水分离，好的磷吸附剂不产生二次污染，在稀溶液的溶质分离效果好，特别适合处理低浓度的含磷废水。目前已有一些在吸附容量方面性能优异的高效吸附剂，但研究中为了得到有效的吸磷材料，往往在制备过程中加入有机/无机改性剂引入吸磷的功能基，而添加改性剂后往往会使得制作成本增加，且存在再生困难，剂量难确定以及对环境不友好等问题。

2、基于此，如何提供一种成本低、对环境友好且可再生的吸磷材料具有重要意义。

技术实现思路

1、针对现有技术所存在的技术问题，本发明提供了一种可再生吸磷陶粒，其由三种工业废弃物在不加任何外加剂的情况下制备而成，具备吸磷能力强、固液分离溶液、循环使用性能好、性价比高等优势。

2、本发明采用如下技术方案：一种可再生吸磷陶粒，所述陶粒由各原料混合制粒并烧结而成，所述原料为：风化层花岗岩废料、风化层花岗岩洗沙污泥和磷尾矿，混合的比例为：以其中碱金属及碱土金属氧化物的含量之和与二氧化硅、三氧化二铝及三氧化铁三者含量之和的比例在0.60～0.75之间为原则混合。

3、作为一种优选的实施方式，所述风化层花岗岩废料、所述风化层花岗岩洗沙污泥和所述磷尾矿的粒径小于200目。

4、作为一种优选的实施方式，制粒后的生球粒径为5～8mm。

5、上述可再生吸磷陶粒的制备方法，包括以下步骤：

6、将风化层花岗岩废料、风化层花岗岩洗沙污泥及磷尾矿进行烘干、破碎后，分别将其放入球磨机中进行球磨再过筛：

7、根据混合后物料中包含的碱金属及碱土金属氧化物与二氧化硅、三氧化二铝及三氧化铁三者含量之和的比例在0.60～0.75之间为原则进行混合配料；

8、将混合料加入造粒机中制球，成球后筛出生球进行干燥，进一步烧结即得。

9、作为一种优选的实施方式，各原料球磨后再过筛至200目以下，成球后筛出的生球的粒径为5～8mm。

10、作为一种优选的实施方式，烧结的条件为：300℃下保温25～35min，然后升温至800～1000℃后焙烧30～60min，冷却至室温，即得。

11、本发明还提供了上述可再生吸磷陶粒在废水除磷中的应用及可再生方法。具体为：

12、(1)吸附：在ph为6～7和总磷浓度为5～300mg/l的100ml kh2po4溶液中，吸磷陶粒添加量为0.7～1.5g，温度为15-35℃，摇床振荡速度为130rpm，振荡时间为24h；

13、(2)解吸：吸附磷的陶粒用稀的0.5mol/lnaoh溶液浸泡24h后，取出，自来水洗涤后，烘干后再进行下一次吸附实验；

14、(3)将解吸后的吸磷陶粒按步骤1和2重复循环使用5次。

15、该陶粒的吸附容量随废水中磷含量的增加而增大，当废水中含磷为100m g/l时，其磷的去除率达到95.2％，按理论模型计算该陶粒的最大吸附容量为20.4mg/g。

16、与现有技术相比，本发明的有益效果为：

17、(1)本发明所制备得到的陶粒由较强的去除废水中磷的能力，其饱和吸附量可达20.4mg/g，磷的去除率可85％以上，其在磷含量为5～300mg/l的磷浓度范围内有良好的适应性，固液分离方便，水中其它杂质，如氯离子、硫酸根离子及氟离子对该陶粒吸附磷的效果基本无影响；

18、(2)该吸磷陶粒的除磷能力可通过0.5mol/l的naoh溶液再生，具备良好的重复利用性，循环5次后，其磷去除率仍高于85％；

19、(3)该吸磷陶粒在制备过程中所用原料仅为三种工业废弃物，且未添加任何其它外加剂，重金属(ba、cr、cu、ni、pb、zn)的浸出浓度均低于危险废物浸出毒性鉴定浓度(gb5085.3-2007)，具有成本低，性价比高的特点，适用于各类废水和地表水磷的去除。

技术特征：

1.一种可再生吸磷陶粒，其特征在于，所述陶粒由各原料混合制粒并烧结而成，所述原料为：风化层花岗岩废料、风化层花岗岩洗沙污泥和磷尾矿；混合的比例为：以其中碱金属及碱土金属氧化物的含量之和与二氧化硅、三氧化二铝及三氧化铁三者含量之和的比例在0.60～0.75之间为原则混合。

2.根据权利要求1所述的可再生吸磷陶粒，其特征在于，所述风化层花岗岩废料、所述风化层花岗岩洗沙污泥和所述磷尾矿的粒径均小于200目。

3.根据权利要求1所述的可再生吸磷陶粒，其特征在于，制粒后的生球粒径为5～8mm。

4.权利要求1～3任一项所述的可再生吸磷陶粒的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，各原料球磨后再过筛至200目以下，成球后筛出的生球的粒径为5～8mm。

6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，烧结的条件为：300℃下保温25～35min，然后升温至800～1000℃后焙烧30～60min，冷却至室温，即得。

7.权利要求1～3任一项所述的可再生吸磷陶粒在废水除磷中的应用。

8.权利要求1～3任一项所述的可再生吸磷陶粒的可再生方法，其特征在于，将吸附磷的陶粒用氢氧化钠碱液浸泡后取出，水洗即得再生陶粒。

技术总结本发明具体涉及一种可再生吸磷陶粒及其制备方法和应用。该可再生吸磷陶粒由各原料混合制粒并烧结而成，所述原料为：风化层花岗岩废料、风化层花岗岩洗沙污泥和磷尾矿，混合的比例为：以其中碱金属及碱土金属氧化物的含量之和与二氧化硅、三氧化二铝及三氧化铁三者含量之和的比例在0.60～0.75之间为原则混合。该陶粒仅仅由三种工业废弃物即可制备得到，其饱和吸附量可达20.4mg/g，磷的去除率可达85％以上，在磷含量为5～300mg/L的磷浓度范围内有良好的适应性，重金属(Ba、Cr、Cu、Ni、Pb、Zn)的浸出浓度均低于危险废物浸出毒性鉴定浓度(GB5085.3‑2007)，具有成本低，性价比高的特点，适用于各类废水和地表水磷的去除。技术研发人员：周红,肖婷婷,潘志权,范旭阳,荣喜才,王浩然受保护的技术使用者：湖北省长江资源循环利用及装备创新中心有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/13