[发明专利]一种利用铸造粘土废砂制作多孔除磷生物滤料的方法

说明书

本发明属于资源回收再利用技术领域，具体涉及一种利用铸造粘土废砂，制作免蒸压多孔型除磷生物滤料的方法，包括以下步骤：（1）、根据原料粒径需要，把铸造黏土废砂进行球磨并过筛；（2）、在废砂筛分物中加入一定量的酸性物质及适量水，陈化过夜（或自然状态下放置8小时以上），使其中铁屑尽可能的变为可溶性铁盐；（3）、将上述陈化物料、水泥、石灰、石膏等物料混合均匀，待用；（4）、将造孔剂、稳泡剂等及一定量水加入其中，搅拌料浆，并注入模具；（5）、在模具中静止发泡，成型；（6）、把成型砌块切割成一定尺寸大小后，进行常规免蒸压自然养护，时间一般为7天左右；（7）、出货。本发明能对铸造粘土废砂进行有效的回收利用，并制成高附加值的多孔型除磷生物滤料，具有很高的经济及环保效益。

技术领域

本发明属于废料回收利用技术领域，具体涉及到利用免蒸压加气混凝土技术，对铸造粘土废砂进行资源再利用，制作一种多孔型除磷生物滤料的方法。

背景技术

铸造是制造业中的基础性行业。进入21世纪后，铸造行业面临着资源与环境的双重压力。铸造产生的固体废弃物主要是废砂和废灰，占其总量的90％以上。铸造废砂可分为粘土废砂、水玻璃废砂及树脂及覆膜砂废砂等。对于一般的铸造粘土废砂，其成份一般包括石英砂（破碎或形状改变），未反应粘土和各类添加剂（膨润土、煤粉等），烧结的死粘土、经烧注（高温反应）后形成微粉的粘土、铁屑和添加剂；一般表现未颗粒细且不均匀，物化性质较为稳定，基本不溶于水，耐高温等。

在一般的粘土砂铸造工艺中，由于受热而导致的型砂爆裂，结晶膨润土失水而失去黏结性能，煤粉部分消耗等原因，会产生一定量的铸造废砂，并在循环利用过程中由除尘工艺从型砂系统中去除。粘土废砂成份主要包括石英砂（破碎或形状改变，含量85~95%，重量比，下同），未反应的粘土和各类添加剂（膨润土、煤粉等，2~3%），烧结的死粘土（3~5%）、经烧注后形成微粉的粘土、铁屑（3~5%）构成。石英砂（含量90~95%，重量比，下同）、粘土（膨润土，3~5%）、煤粉（2~4%）构成。

吸附除磷关键技术在于利用吸附剂大的比表面积，使磷在吸附剂表面的活性位点进行附着吸附、表面沉淀或离子交换，从而实现磷从水相向固相的转移，达到分离效果。目前国内常用活性炭去除水中的磷，其吸附能力较差且再生利用较为复杂，费用昂贵，处理成本高。因此，有必要开发廉价的高效吸附剂。

硅酸钙盐类物质具有缓慢释放钙离子和碱度的能力，同时易于制成各种形状的多孔材料，对水体磷酸根具有较好的吸附效果。其中的托勃莫来石能提供钙离子，并使其与水中磷酸根结合，并在其表面生成稳定的羟基磷酸钙（HAP）而实现除磷。

免蒸养加气块技术采用废弃物为原材料，如粉煤灰，沙子，石粉，尾矿，建筑垃圾等，只要能与水泥结合的原材料都可以；其基本步骤为，将原材料与水泥，发泡剂通过发泡搅拌主机搅拌成为泡沫混凝土料浆，然后放入模具凝固，在切割成不同尺寸的砖块，最后经过免蒸压养护，压力达到3.5mpa以上即可；一般操作工艺为：配料—上料—搅拌发泡—放料—成型→脱模→切割→养护→检验出厂。免蒸加气块的干容重为300-800㎏/m³，孔隙率最高可达65%，符合多孔型滤料的基本要求。

文献（王美娜等，免蒸压加气混凝土的研究进展，混凝土，2021，375（2），p139~142）综述了目前免蒸压加气混凝土的组成及制备方式，从养护制度，性能优化及矿物掺合料的影响等方面分别阐述了国内外免蒸压加气混凝土的研究现状，指出免蒸压加气混凝土现有缺陷及发展方向，并提出了利用钢渣、矿渣和脱硫石膏胶凝体系制备全固废免蒸压加气混凝土的新思路。

文献（杨家宽等，铸造旧砂制备免烧砖及经济性分析，环境工程，2005，23（3），p81~83）利用某铸造基地排放的铸造旧砂制备了免烧免蒸砖, 水泥加入量控制在3%以下, 自然养护28d的抗压强度达到15MPa以上, 符合蒸压灰砂国家标准(GB11945-1999)规定的优等品MU15级的要求，具有较好的经济性。。