[发明专利]利用红土镍矿冶炼废渣制备水体COD降解催化剂的方法及其臭氧降解COD应用

说明书

本发明提供了利用红土镍矿冶炼废渣制备水体COD降解催化剂的方法及其臭氧降解COD应用。本发明在添加镍矿冶炼废渣基础上，补充镍渣重量的35％～100％天然多孔黏土矿物添加锰盐补充催化剂活性组分，锰盐折合MnO₂占废渣重量的6～18％，经酸浸、混合、沉淀、离心洗涤、练泥、挤条、烘干、焙烧等环节制得成型柱条催化剂。与现有技术相比，本发明制取高效水体COD降解催化剂，工艺过程无废气、废固等产生，仅有少量盐碱废水，工艺简单可行，绿色环保，经济性高。而且，成功解决了废渣有毒金属浸出风险，COD去除率可超85％，而同等条件下不加催化剂40min去除率仅为65％，去除效率提升超31％。

技术领域

本发明属于工业废渣资源化利用及水体污染治理领域，具体涉及利用红土镍矿冶炼废渣制备水体COD降解催化剂的方法及其臭氧降解COD应用。

背景技术

红土镍矿是含镍的橄榄石，由铁、铝、硅等含水氧化物组成的疏松黏土状矿石，矿石呈红色，所以被称为红土镍矿，可作为镍铁厂生产镍铁合金之原料，制取合金往往会伴生大量的冶炼炉渣，由于大部分镍合金制造企业缺乏炉渣二次处置及利用的措施，形成百万千万吨级的固体废物。大量废渣堆放占有极大的场地面积，不仅浪费土地资源也对周边水体土壤具有极大的污染隐患，如何将其较好地资源化利用成了迫切的难题。

在已报道的文献专利中，红土镍矿冶炼废渣主流利用途径仍是作为建筑用材原料，用于制作水泥、混凝土、砌块、砖、玻璃、陶粒等。

如盐城市国泰混凝土有限公司在2017年3月16日CN107804983A中公开了一种富硅镁质镍渣抗冻水泥及其制备方法，该发明采用70～90份普通硅酸盐水泥、10～30份含富硅镁质镍渣掺合料、1～5份二水石膏粉混合，利用石灰激发作用，利用镁质组分生成Mg(OH)₂减少混凝土的有害孔数量，进而提高抗冻性。

扬州大学在2015年4月1日CN104478368B中将镍渣复配制成了一种耐磨混凝土，其将水泥270～420份、镍渣粉20～50份、粉煤灰35～75份、水150～190份、镍渣细骨料250～500份、镍渣粗骨料210～440份、砂320～500份、石子740～1176份、减水剂1.8～9份复配制得，混凝土具有很好的耐磨性能、工作性能良好、抗折、抗压强度高。

东南大学在2013年11月27日CN103408277A中将镍渣直接利用制成免烧砖，采用镍渣51.1～67.4份、粉煤灰8.5～25份、石灰8.4～8.7份、水泥0.3～12.9份、水13.8～15.3份均匀拌和后利用模压成型工艺成型，通过蒸汽养护或自然养护制得镍渣砖，镍渣占砖块比例超50％，镍渣利用率高。

武汉理工大学在2014年2月5日CN103553333B中报道了一种富铁镍微晶玻璃及制备方法，该玻璃有镍渣90.27份、KNO₃ 2.11份、Sb₂O₃ 7.62份组成，经称料混合、熔制成型、玻璃晶化等步骤即得镍渣微晶玻璃，其所用的镍渣主成分含SiO₂ 47.0～55.0％，Fe₂O₃ 8.2～10.1％，Al₂O₃ 1.1～9.6％，CaO 10.2～13.1％，MgO 18.0～21.0％。

福建省建筑工程质量检测中心有限公司在2016年6月15日CN105669163B中提供了一种镍渣粉烧制的轻质高强陶粒及其制备工艺，包括高岭土尾矿55～65重量份、镍渣粉20～30重量份、铝厂污泥5～25重量份以及活性炭，且活性炭的质量为高岭土尾矿、镍渣粉和铝厂污泥总质量的10％～20％；所述轻质高强陶粒的制备工艺，包括：将高岭土尾矿、镍渣粉和粉煤灰混合，进行粉磨过筛；掺入高岭土尾矿、镍渣粉和粉煤灰混合料总质量10～20％的活性炭，混合均匀，加水搅拌并成型成预设尺寸的陶粒生料；将陶粒生料置于高温炉中，设定温度为1000℃～1100℃，保温时间10～20min，即完成烧结。