[发明专利]一种磷回收用陶粒及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于固体废弃物综合利用技术领域，具体涉及一种磷回收用陶粒及其制备方法。

背景技术

陶粒是利用粘土、泥质岩石、工业废料为主要原料，掺合少量黏结剂、添加剂等，经加工成粒或粉磨成球最后通过焙烧等工艺过程而制成的一种人造轻骨料，其孔隙率高、密度小、抗碱集料反应等特点在社会生产领域具有广泛的应用。

目前，以粉煤灰、煤矸石等工业废弃料烧制成陶粒的研究已应用于废水磷处理，但是地铁渣土或建筑渣土制成的陶粒还没有相关研究报道。地铁渣土作为地铁交通建设中排除的固体废弃物，占用大量土地、耗费大量场地建设和维护费用，裸露的地铁渣土容易形成颗粒状粉尘污染环境。因此，随着地铁建设的发展，地铁渣土的处理将成为一个重要问题。但是与煤矸石、粉煤灰、生物污泥等常用于制备陶粒的坯料相比，地铁渣土本身为不含污染源土壤，研究其合理的处理措施有其必要性。同时，我国是农业大国，秸秆作为农作物的副产品，储量丰富。虽然早在上世纪就有研究人员开始注意其资源的潜在价值，但至今仍未得到充分利用，秸秆大多当做废弃物掩埋或焚烧，不仅造成资源浪费，而且污染环境。特别是焚烧的处理方式会排放大量的污染物，增加空气中的颗粒微尘，不仅危害人的身体健康,而且会对局部大气环境和气候系统产生重要影响，严重时甚至会引发火灾和影响交通状况，造成 不可估计的损失。此外，水体富营养化严重威胁到水生生物的生存和人类的健康，而含磷废水的不合理排放是导致水体富营养化的重要因素之一，提高污水深度处理除磷效率是控制水体富营养化的根本措施；同时磷是不可再生的主要肥源；研制经济、高效的磷回收材料对水环境保护具有重要意义。

专利号为CN102515830A的发明公布了一种可再生吸磷陶粒及其制备方法，陶粒制备过程烧结温度为950～1100℃，吸附量为10～11mg/g，该发明所需烧结温度高，磷吸附效果不理想；专利号为CN101935195B公布了一种具有碱缓释功能的多孔除磷陶粒及其制备方法，该方法所需原料种类较多，制备工序繁琐，制备条件苛刻、经济成本高。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种磷回收用陶粒及其制备方法，以克服现有技术制备陶粒需要温度过高、制备工艺复杂、磷吸附效果不理想的问题；同时也实现了固体废弃物的综合资源化利用。

为实现上述技术问题，本发明提供一种磷回收用陶粒，包括用以下重量份数的原料制作：地铁渣土50～80份，农作物秸秆0～30份，氧化镁15～30份，黏结剂羧基纤维素0～5份，采用上述原料经过以下步骤制得：

(1)将农作物秸秆粉碎，将上述重量份数的原料进行研磨混合，得到混合料，然后按水固比1：0.3～0.5制成陶粒坯料；

(2)将陶粒坯料干燥2～4h，然后在100～200℃下保温25～45min，再在300～500℃下烧结24～60min得到烧结物；

(3)将上述烧结物进行冷却即得产物。

优选的，所述磷回收用陶粒包括用以下重量份数的原料制作：地铁渣土60～70份，农作物秸秆10～20份，氧化镁18～26份，黏结剂羧基纤维素2～4份。

优选的，所述地铁渣土用建筑渣土代替。

优选的，所述农作物秸秆为玉米、小麦、水稻、棉花、油菜或豆科类植物秸秆。

优选的，所述氧化镁用碱式碳酸镁、天然水镁石矿废物或菱镁矿石代替。

本发明还提供一种上述磷回收用陶粒的制备方法，包括以下具体步骤：

(1)按重量份数将地铁渣土50～80份、农作物秸秆0～30份、氧化镁15～30份、黏结剂羧基纤维素0～5份进行配比、粉碎和研磨，混合均匀制得混合料；

(2)将上述混合料和水按水固比1：0.3～0.5制成陶粒坯料；

(3)将陶粒坯料干燥2～4h，然后在100～200℃下保温25～45min，再在300～500℃下烧结24～60min得到烧结物；

(4)将上述烧结物进行冷却即得产物。

本发明还提供一种上述磷回收用陶粒的应用，将所述磷回收用陶粒用于吸附水体中磷。