[发明专利]一种水体除磷多孔陶瓷滤球的制备方法

说明书

本发明属于环保技术领域，公开了一种水体除磷多孔陶瓷滤球的制备方法，以典型固体废弃物为原料进行协同处置；包括：原料预处理，控制原料粒径和级配；原料均匀混合成泥膏；造粒及陈化；梯度控温焙烧；其中，按照质量百分比，原料的组分为：21％～65％拜耳法赤泥、9～38％城市生活垃圾焚烧炉渣、4％～23％激发剂、3％～15％成孔剂、5％～10％黏结剂。本发明提供的制成的一种水体除磷多孔陶瓷滤球的制备方法，制备的多孔陶瓷滤球具有孔隙率高、孔隙分布均匀、比表面积大、吸水率高、除磷能力强速度快和抗水力冲击强度高等优点，滤球的各种理化性质优良，可应用于水体除磷，又能实现固体废弃物协同处置资源化利用，减少固体废弃物堆积。

技术领域

本发明涉及环保技术领域，特别涉及一种水体除磷多孔陶瓷滤球的制备方法。

背景技术

水体除磷多孔陶瓷滤球是吸附法除磷的重要媒介。现有技术中，基于废物循环再利用的思想，开发了以废弃物为原料展开除磷材料制备的方案。金属冶炼不可避免产生的大量副产物，其组分中含金属氧化物，且比表面积大，可作为高效除磷材料，但直接应用于水体吸附除磷后难于水泥分离且不可再生，易产生二次污染；生活垃圾焚烧炉渣随粒径减少，对磷的吸附性越强，但解吸附能力随粒径减小而减少，不利于再生，且本身存在重金属浸出风险，环境不友好；粉煤灰亦可作为磷的吸附剂，但同样也存在上述问题。可见直接采用常见的固废作为水体除磷吸附材料存在诸多弊端。影响多孔陶瓷吸附性能的主要因素包括有效孔隙度，比表面积，金属氧化物的含量以及抗粉化率，由于原料粒径细，难以混合均匀，降低陶粒成功率；传统造孔剂如淀粉等有机造孔剂，碳粉等无机造孔剂作为第二相引入，亦不易混合均匀，且烧结过程中产生烧结收缩，造成孔隙分布不均且部分闭合，影响除磷效果；此外部分成孔剂在高温条件下，易产生有毒气体，不利于环保；制备除磷陶粒既要保证有效孔隙度足够大，又要具备较强的抗磨蚀能力，因此，根据主原材料成分需加入含硅、钙物质进行调整，构建Al₂O₃-CaO-SiO₂三元相制陶体系，而非固废材料的加入势必增加环境负担，不利于可持续发展。此外，除磷陶粒需以其高效吸附性为主要功用，而传统除磷陶粒制备从配比与烧成工艺进行性能优化，产品的除磷效果并不理想。

发明内容

本发明提供一种水体除磷多孔陶瓷滤球的制备方法，达到了以典型固体废弃物为原料并通过控制原材料粒径大小与级配，实现协同处置资源化利用，降低环境污染的同时提升孔隙率、孔隙分布均匀性、比表面积、吸水率、除磷能力、抗水力冲击强度以及降低能耗的技术效果。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种水体除磷多孔陶瓷滤球的制备方法，以典型固体废弃物为原料进行协同处置；包括：

原料预处理，控制原料粒径和级配；

原料均匀混合成泥膏；

造粒及陈化；

梯度控温焙烧；

其中，按照质量百分比，原料的组分为：21％～65％拜耳法赤泥、9～38％城市生活垃圾焚烧炉渣、4％～23％激发剂、3％～15％成孔剂、5％～10％黏结剂。

进一步地，所述原料预处理，控制原料粒径和级配包括：

将原料中的各组分，分别于105℃环境下干燥1h以上，而后各自进行破碎和球磨；

将球磨后的所述拜耳法赤泥和所述激发剂均过100目筛，将所述成孔剂过100目以上筛，将所述城市生活垃圾焚烧炉渣粒径控制在-100目～200目。

进一步地，所述原料均匀混合成泥膏包括：

将预处理后的原料置于密闭的搅拌机中，气吹3～5min；

向搅拌机中喷洒水雾，吸附捕捉粉尘，使得搅拌后的膏体含水率达到塑限，得到泥膏。

进一步地，所述造粒及陈化包括：