[发明专利]废弃混凝土在水体除氟中的应用

说明书

本发明公开了废弃混凝土在水体除氟中的应用，应用时方法为：（1）以废弃混凝土为原料，经初碎、煅烧后，筛选出水泥石，将所述水泥石球磨后进行选粉分离，收集粒径在80μm以下的颗粒，得到水体除氟剂；（2）将步骤（1）得到的水体除氟剂投入含氟废水中即可对废水进行除氟。本发明将废弃混凝这一建筑废弃物的应用拓宽到含氟废水治理领域，制备出一种水体除氟材料，其在水体除氟过程中反应速度快，不存在极限掺量，利用效率高、除氟效果稳定，可在室温下操作，提高了废弃水泥石的资源化利用效率，也为废弃混凝土中硬化水泥石的高附加值利用提供了一条技术路径。

技术领域

本发明属于废弃物资源化利用领域，具体涉及废弃混凝土在水体除氟中的应用。

背景技术

在建筑物或构筑物的施工、装修、拆迁等建筑业活动中会产生大量的建筑垃圾，且随着我国基础设施的快速推进和城镇化速率的加快，建筑垃圾产生量持续增加。据统计城市垃圾中约有1/3为建筑垃圾；到2011年底其存量已超过20亿吨，且每年新增建筑垃圾超过3亿吨。由于大多数城市中建筑垃圾填埋厂选址不当或临时堆放，不仅造成了土地资源的大量浪费，也存在极大的安全隐患。同时，建筑垃圾在堆积和填埋过程中与周围环境中的水相互作用，其渗滤液会造成地表水或地下水的污染。

废弃混凝土是建筑垃圾的重要组成部分，约占建筑垃圾总量的34%。而我国废弃混凝土资源化利用率却不到5%。目前主要的资源化利用途径为制备再生混凝土骨料，但在再生骨料表面往往粘附大量硬化水泥石，由于其较高的孔隙率和吸水率以及较低的强度，使得再生骨料力学性能下降，再生混凝土工作性变差，硬化后体积稳定性劣化。所以废弃混凝土中大量硬化水泥石成为制约废弃混凝土制备再生骨料的主要因素。

目前对废弃混凝土中硬化水泥石的资源化利用研究相对缺乏，仅有的研究大多集中在制备建筑材料领域，例如制备建筑砌块或再次煅烧制备水泥等。但由于废弃水泥石孔隙率大，标稠需水量高、活性指数低、在使用过程中都存在极限掺量，用其制备的建材产品施工性能和力学性能较差。同时，由于从废弃混凝土中分离的胶凝基质含有一定量的惰性二氧化硅，这也给水泥生料粉磨和熟料的煅烧带来困难，使熟料中f-CaO含量增加，熟料质量下降，生产成本提高。

氟是维持人体正常生命活动必要的微量元素之一，同时也是重要的工业原料，其在化肥、冶金、航天、制冷、有机合成、集成电路、玻璃等领域有着广泛的应用。在上述应用中不可避免的会产生大量含氟废水，若处理不善不仅会产生环境污染，最终也会威胁人类的身体健康。例如，少量的氟（150mg以内）就能引发一系列的病痛，人体内摄入较多含氟化合物则会引起急性中毒。因摄入量不同，可以产生各种病症，例如厌食、恶心、腹痛、胃溃疡、抽筋出血甚至死亡。

目前关于含氟废水的处理常用方法包括化学沉淀法、吸附法、混凝沉降法、反渗透法、离子交换法、电化学处理法等。在众多的处理方法中，化学沉淀法、吸附法和混凝沉降法由于处理效果稳定、工艺简单、运行成本低、处理量大、适宜处理高浓度含氟废水等优点，是目前最主要的含氟废水处理技术方法。

沉淀法和吸附法在处理过程中主要依靠投加大量化学药剂来形成氟化物沉淀或氟化物吸附在沉淀物的表面形成共沉淀，或以物理和化学吸附的方式去除水中的氟离子，最后通过固液分离的方式去除水中氟离子。在这一过程中搅拌强度、反应时间、含氟废水的初始浓度、pH等工艺参数及工艺过程是影响除氟效果的重要因素。由于整个过程需要使用大量化学药剂，因而化学药剂的费用成为整个处理工艺成本的重要来源。因此，开发新型的、成本更低、环境更友好的处理药剂是这一领域的重要研究方向。

发明内容

针对现有技术存在的上述不足，本发明的目的是提供废弃混凝土在水体除氟中的应用，以解决现有大量废弃混凝土产生二次污染的问题，同时解决现有化学药剂除氟成本高的问题。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明公开了废弃混凝土在水体除氟中的应用，应用时方法如下：