[发明专利]一种用于降解甲醛的钢渣基活性炭及其制备方法

说明书

本发明公开了一种用于降解甲醛的钢渣基活性炭及其制备方法，属于冶金固废资源利用领域。该钢渣基活性炭包括钢渣、钢渣助磨剂、盐酸、活性炭、无水乙醇和水。所述钢渣为滚筒渣、脱硫渣和以及热闷渣中的一种或多种；所述钢渣助磨剂为乙二醇、三乙醇胺和无水乙醇的混合物。本发明解决了现有技术利用金属氧化物对活性炭进行改性，虽然可以提高活性炭降解甲醛性能，但是也导致制备成本增加的问题，降低了改性活性炭的生产成本40％～50％，提高了其市场竞争力与应用范围；同时相对于目前将钢渣与活性炭进行物理混合的钢渣改性活性炭技术，本发明利用助磨技术与化学复合技术相结合，大幅提高钢渣基活性炭的性能与稳定性。

技术领域

本发明属于冶金固废资源利用领域，具体涉及一种利用钢渣与钢渣助磨剂进行复合制备钢渣微粉，并且对活性炭进行改性获得钢渣基活性炭。

背景技术

室内环境是人的一生接触最为频繁的场所，大约80％的时间都是在室内环境中度过，因此，室内环境质量的优劣直接影响居民的身体健康。但是随着社会与经济的发展，人们对建筑的保温绝热性能与室内装饰美化要求提高，造成室内环境的通风效果下降与挥发性有机化合物浓度提高，导致室内空气品质问题日益严重。其中甲醛是除苯系物以外，被单独从挥发性有机化合物中单列出来，是室内空气中典型的污染物之一，由于甲醛具有较高的毒性，在我国有毒化学品优先控制名单上高居第二位，已经成为研究室内空气品质的焦点问题。

目前对于室内空气中甲醛的治理方法主要包括生物方法、吸附法、臭氧氧化法、光催化氧化法等。由于活性炭具有发达的多孔结构与丰富的比表面积，因此对去除有机化合物有明显的优势，被广泛用于室内空气污染物的处理。然而，活性炭也存在寿命短，易造成室内环境二次污染的问题，因此需要利用金属氧化物对活性炭进行改性，以提高其去除有机化合物的能力，尤其是降解甲醛的能力。利用金属氧化物对活性炭进行改性，虽然可以提高活性炭降解甲醛的性能，但是也导致制备成本的增加，极大的限制其应用范围。钢渣作为炼钢过程中产生的固体废弃物，其主要矿物相为硅酸三钙、硅酸二钙、钙镁橄榄石、铁铝酸钙及硅、镁、铁(14.3％～26.3％)、锰(1.22％～2.79％)、磷的氧化物形成的固熔体，还含少量游离氧化钙及金属铁等，如果利用钢渣中含有的金属氧化物对活性炭进行改性处理，不仅解决改性活性炭的成本问题，而且拓展了钢渣的高附加值应用，实现“以废治危”的新思路。

发明内容

为了解决利用金属氧化物对活性炭进行改性，虽然可以提高活性炭降解甲醛性能，但是也导致制备成本增加的问题，本发明利用钢渣与钢渣助磨剂进行复合制备钢渣微粉，并且对活性炭进行改性获得钢渣基活性炭，同时对粉磨速度、粉磨时间、超声功率、超声分散时间、烘干温度、煅烧温度、焙烧时间等进行控制，以期实现钢渣的高附加值循环利用，获得降解甲醛性能优越且成本低廉的用于降解甲醛的改性活性炭。

为了解决以上技术问题，本发明是通过以下技术方案予以实现的。

本发明提供了一种用于降解甲醛的钢渣基活性炭，该活性炭按重量百分比原料如下：

所述钢渣为滚筒渣、脱硫渣和以及热闷渣中的一种或多种；所述钢渣助磨剂为乙二醇、三乙醇胺和无水乙醇的混合物，乙二醇、三乙醇胺和无水乙醇的质量比为1:1:1，其中乙二醇、三乙醇胺和无水乙醇均为分析纯；所述盐酸为分析纯；所述活性炭为工业纯；所述无水乙醇为分析纯；所述水为去离子水。

本发明同时提供了上述用于降解甲醛的钢渣基活性炭的制备方法，具体包括如下步骤：

首先将钢渣与钢渣助磨剂进行混合后，利用变频行星式球磨机以转速600r/min～800r/min粉磨90min～120min，得到钢渣微粉。

其次将钢渣微粉与水进行混合后，利用超声功率为400W～600W的超声波细胞破碎仪超声分散30min～60min，依次加入盐酸、活性炭和无水乙醇后，利用超声功率为600W～900W的超声波细胞破碎仪超声分散120min～150min，得到钢渣基活性炭前躯体。