利用脱硫灰渣制备的可回收废水除铅材料及制备方法.pdf

本发明提供一种利用脱硫灰渣制备的可回收废水除铅材料及制备方法，属于可回收废水除铅生态环境材料，解决现有技术中脱硫灰渣利用不合理，废水中铅离子不完全、成本高、工艺流程复杂等技术问题；充分利用脱硫灰渣中含丰富的钙资源，将脱硫灰渣与水泥按适当比例混合均匀后，成型，以免烧的形式养护固定活化成废水除铅材料。本发明产品配方与工艺简单，成本低廉，除铅能力强，制品强度高，可回收，解决了制约除铅材料回收再生方面的技术难题，具有很强的市场竞争能力和推广应用价值。

权利要求书
1.  一种利用脱硫灰渣制备的可回收高效废水除铅材料，其特征在于：所述废水除铅材料的原料配方，按照重量百分比：脱硫灰渣60-90％，水泥10-40％。

2.  根据权利要求1所述的利用脱硫灰渣制备的可回收废水除铅材料，其特征在于：所述脱硫灰渣为钢铁厂烧结炉烟气干法脱硫后的废弃物。

3.  根据权利要求1所述的利用脱硫灰渣制备的可回收废水除铅材料，其特征在于：所述的水泥为普通硅酸盐水泥。

4.  一种如权利要求1、2或3所述的可回收废水除铅材料的制备方法，其特征在于：所述的利用脱硫灰渣制备的可回收废水除铅材料采用免烧法制备。

5.  根据权利要求4所述的可回收废水除铅材料的制备方法，其特征在于：所述方法的具体步骤为：
a)将脱硫灰渣过60目筛；
b)按照所述的原料配比准确称取原料，加适量水混合均匀；
c)将混料进行压制成型，制成空心管状或空心环状的坯体；
d)将坯体放入水中进行养护后，即可制得可回收废水除铅材料。

6.  根据权利要求5所述的可回收废水除铅材料的制备方法，其特征在于：所述步骤b)中每1kg的原料中，加入150-400mL的水。

7.  根据权利要求5所述的可回收废水除铅材料的制备方法，其特征在于：所述步骤a)中脱硫灰渣为细粉末，按照质量百分数90％以上的脱硫灰渣粒径小于100目。

8.  根据权利要求5所述的可回收废水除铅材料的制备方法，其特征在于：所述步骤c)中压制成型试样为外径6-12mm，内径3-9mm，长6-12mm的管状试样，或者制成外径15-21mm，内径9-15mm，长10-16mm的空心环状试样。

9.  根据权利要求5所述的可回收废水除铅材料的制备方法，其特征在于：所述步骤d)将坯体放入水中静置养护28天后，即可制得可回收废水除铅材料。

10.  一种如权利要求1、2、3或4所述的可回收废水除铅材料的用法或者如权利要求5、6、7或8所述的方法制备的可回收废水除铅材料的用法，其特征在于：将所述可回收废水除铅材料置于含铅废水中除去含废水中的铅离子；所述废水除铅材料用过后从水中捞起，回收循环使用。

说明书利用脱硫灰渣制备的可回收废水除铅材料及制备方法
技术领域
本发明属于可回收废水除铅生态环境材料，更具体涉及一种利用脱硫灰渣制备的可回收废水除铅材料及制备方法。
背景技术
我国含SO2的废气主要来自燃煤发电厂、钢铁生产中的烧结机和冶金炉窑。烧结机是现代钢铁生产工艺的重要设备之一，也是钢铁生产工艺烟尘排放的重点污染源。高炉容积不断增大，与之匹配的烧结机单机能力也不断增大，正向大型带式烧结机发展。烧结机大型化的发展趋势，必然带来单机废气量和烟尘排放量的增大，控制烧结机烟尘污染势在必行。各钢铁公司都在积极寻找适合本企业的脱硫方案，福建三明钢铁厂采用干法石灰脱硫新工艺，所排出的脱硫灰渣是一种干态的混合物，包含有飞灰、石灰石粉经煅烧和增湿后产生的各种钙基化合物以及未完全反应的吸收剂，在综合利用方面具有一定的困难。
铅是自然界分布很广的元素，也是工业中常使用的元素之一。铅和可溶性铅盐都有毒性，含铅废水对人体健康和动植物生长都有严重危害。随着工业技术的迅速发展，工业废水中的重金属铅作为一类污染物，国家排放标准中明确规定含铅废水的排放标准为铅总含量≤1mg/L。由于铅的严重危害，以及环境污染和资源短缺问题日趋严重，人们对含铅废水的处理日益重视。处理废水中重金属铅离子，目前工业中一般采用化学沉淀法、离子交换法、液膜法和生物吸附法。化学沉淀法具有占地面积大、处理量小、选择性差等缺点；离子交换法会产生大量污泥，形成二次污染；液膜法的液膜技术难度大，用于制备液膜的表面活性剂品种少、性能差、技术不过关；生物法受客观环境影响限制。
本脱硫灰渣含丰富的钙资源，其中钙活性很高，除铅速度快、效率高，吸附铅能力强，但直接投入废水中除铅时，会生成难溶性的沉淀物，形成的污泥会导致水体二次污染，材料无法回收。
发明内容
本发明的目的是提供一种利用脱硫灰渣制备的可回收废水除铅材料及制备方法，解决现有技术中脱硫灰渣利用不合理，废水中铅离子除去不完全、成本高、工艺流程复杂等技术问题；本发明用脱硫灰渣为主要原料，采用免烧工艺，不仅制品性能好，生产成本低，可回收，除去水中铅离子效果好，除铅成本低，有利于实现环境保护和变废为宝的双重目的。
本发明的脱硫灰渣制备的可回收高效废水除铅材料的原料配方，按照重量百分比包括：按照重量百分比：脱硫灰渣60-90％，水泥10-40％。
本发明的制备方法的具体步骤为：a)将脱硫灰渣过60目筛；b)按配方准确称取原料，加适量水混合均匀；c)将混料压制成型为外径6-12mm，内径3-9mm，长6-12mm的管状试样，或者制成外径15-21mm，内径9-15mm，长10-16mm的空心环状试样。d)将坯体放入水中进行养护后，制得可回收废水除铅材料。
本发明的显著优点是：本发明较之已有技术而言，本发明充分利用脱硫灰渣来源广泛，钙资源丰富的特点，将预处理后的脱硫灰渣与水泥按一定比例混合，制成环状或管状试样，使脱硫灰渣粒子固定活化。本发明专利的废水除铅材料，在水中的稳定性很好，废水中的铅离子会与脱硫灰渣粒子产生反应达到废水除铅的目的，另一方面用本发明专利制成的脱硫灰渣废水除铅材料，采用免烧法工艺、工艺简单，材料强度高，效果好，制备成本低廉、除铅速度快、效率高、可回收；解决了制约除铅材料回收再生方面与能耗消耗方面的技术难题。本发明可变废为宝、以废治污，成本低廉，可回收再生，应用前景好，提高市场竞争力，而且有利于实现环境保护和变废为宝的双重目的。
具体实施方式
脱硫灰渣：钢铁厂烧结炉脱硫产物；水泥：普通硅酸盐水泥。
原料配方包括，按照重量百分比：脱硫灰渣60-90％，水泥10-40％。
利用脱硫灰渣制备的可回收废水除铅材料采用免烧法制备，具体步骤如下
a)将脱硫灰渣过60目筛。(质量百分数90％以上的脱硫灰渣粒径小于100目，一般来说钢铁厂排放出来的时候就是这个细度)
b)按照所述的原料配比准确称取原料，加适量水(每1kg的混合料中，加入150-400mL的水)混合均匀；
c)将混料进行压制成型试样为外径6-12mm，内径3-9mm，长6-12mm的管状试样，或者制成外径15-21mm，内径9-15mm，长10-16mm的空心环状试样。
d)将坯体放入水中静置养护28天后，即可制得可回收废水除铅材料。
本发明的可回收废水除铅材料置于含铅废水中除去含废水中的铅离子；所述废水除铅材料用过后可从水中捞起，回收循环使用。
以下是本发明的几个具体实施例，进一步说明本发明，但是本发明不仅限于此。
实施例1
利用脱硫灰渣和水泥为原料制备制备可回收废水除铅材料，其原料配方按照重量百分比如下：脱硫灰渣75％，水泥25％。
制备步骤：
将脱硫灰渣过60目筛；(质量百分数90％以上的脱硫灰渣粒径小于100目，一般来说钢铁厂排放出来的时候就是这个细度)。
按配方准确称取原料，加适量水(每1kg的混合料中，加入250mL的水)混合均匀；
将混料进行压制成型，制成外径外径12mm，内径6mm，长16mm的管状试样；
坯体在水中静置养护28天；
成型样品低温30℃烘干制得可回收废水除铅材料。
废水除铅净材料性能：在水槽中加入除铅净化材料及模拟废水(50mg/l Pb(NO3)2水溶液)，剂量为1个/40ml，每个试样约为2g，使除铅材料与模拟废水溶液相接触，在各个设定的时间采样，用原子吸收分光光度计测定铅离子浓度随时间的变化情况。与废水接触后铅离子浓度迅速减少，4天后废水溶液中铅离子浓度降为0.018mg/L，除铅效率接近99.7％，达到国家排放标准。
实施例2：
利用脱硫灰渣和水泥为原料制备制备可回收废水除铅材料，其原料配方如下，按照重量百分比：脱硫灰渣81％，水泥19％。
制备步骤：
a)将脱硫灰渣过60目筛；
b)按配方准确称取原料，加适量水(每1kg的混合料中，加入250mL的水)混合均匀；
c)将混料进行压制成型，制成外径8mm，内径4mm，长16mm的空心管状试样；
d)坯体在水中静置养护28天；
e)成型样品低温30℃烘干制得可回收废水除铅材料。
废水除铅净材料性能：在水槽中加入除铅净化材料及模拟废水(50mg/l Pb(NO3)2水溶液)，剂量为1个/40ml，每个试样约为2g，使除铅材料与模拟废水溶液相接触，在各个设定的时间采样，用原子吸收分光光度计测定铅离子浓度随时间的变化情况。与废水接触后铅离子浓度迅速减少，4天后废水溶液中铅离子浓度降为0.202mg/L，除铅效率可达99.7％，达到国家排放标准。
实施例3：
利用脱硫灰渣和水泥为原料制备制备可回收废水除铅材料，其原料配方如下，按照重量百分比：脱硫灰渣87％，水泥13％。
制备步骤：
将脱硫灰渣过60目筛；
按配方准确称取原料，加适量水(每1kg的混合料中，加入250mL的水)混合均匀；
将混料进行压制成型，制成外径8mm，内径4mm，长16mm的空心管状试样；
坯体在水中静置养护28天；
成型样品低温30℃烘干制得可回收废水除铅材料。
废水除铅净材料性能：在水槽中加入除铅净化材料及模拟废水(50mg/l Pb(NO3)2水溶液)，剂量为1个/40ml，每个试样约为2g，使除铅材料与模拟废水溶液相接触，在各个设定的时间采样，用原子吸收分光光度计测定铅离子浓度随时间的变化情况。与废水接触后铅离子浓度迅速减少，4天后废水溶液中铅离子浓度降为0.212mg/L，除铅效率可达99.7％，达到国家排放标准。