[发明专利]用于磷吸附的煤矸石基陶粒及其制备方法和水处理设备

说明书

本发明公开了一种用于磷吸附的煤矸石基陶粒及其制备方法和水处理设备，其中所述制备方法包括：将煤矸石原料粉碎成煤矸石粉末；将所述煤矸石粉末、葡萄糖、氧化钙、硅酸钠和水按照配比混合，得到混合物；将所述混合物塑形制成颗粒；将所述颗粒煅烧处理，得到所述煤矸石基陶粒。本发明的煤矸石基陶粒以煤矿废弃物为基础材料，提高废弃物资源化利用，同时能够吸附径流污染物，净化水质；由于煤矸石基陶粒表面粗糙多孔，孔隙较大，表面含有丰富的活性基团，有极强的吸附能力，且成本低，可以用来作为一种吸附剂用于水处理中。

技术领域

本发明是关于固体废物综合利用领域，特别是关于一种用于磷吸附的煤矸石基陶粒及其制备方法和水处理设备。

背景技术

我国城市化进程发展迅速，径流污染、水资源短缺等问题愈发严重。径流污染的处理已经成为我国海绵城市建设中的重大要点，也是水环境研究的重点。处理径流污染物的方法主要是吸附法，其操作简单方便且高效，因此广泛应用，但是吸附法使用的吸附剂存在成本高、不易回收等问题。

煤矸石，作为一种天然粘土质原料，是一种在采煤、洗煤过程中产生的固体废弃物。据不完全统计，现如今我国的煤矸石总堆积量已经超过60亿吨。煤矸石中的硫化物有危害大气、水体的风险；煤矸石中含碳物质自燃会产生SO₂、H₂S等有害气体，严重污染环境，甚至会形成酸雨，污染水源和土地。因此，对煤矸石的合理高效化利用十分必要。

相关研究表明，煤矸石对径流污染物的吸收具有良好可观的吸附效果。而在海绵城市建设中，水处理设施中需要使用大量的滤料，对滤料的材料要求为多孔结构，吸附性能好，目前一般都为非可再生材料或者成本较高的材料。

利用煤矸石对径流污染物具有吸附性的特点，将煤矸石进行处理改性后，运用到水处理中，能够达到“消纳固废”的作用同时大大节约滤料的生产成本，这既满足了生态环境保护的需要，又实现了可持续发展的目标，对径流污染物起到吸附控污的作用，也提高了煤矿废弃物的回收利用率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种以煤矸石为主要原料的固废综合利用的方法和用途，更具体的是一种用于磷吸附的煤矸石基陶粒及其制备方法，以及，将煤矸石基陶粒作为滤料运用到水处理的用途。

本发明一方面提供一种用于磷吸附的煤矸石基陶粒的制备方法，步骤包括：

将煤矸石原料粉碎成煤矸石粉末；将一定配比的所述煤矸石粉末、葡萄糖、氧化钙、硅酸钠与水混合，得到混合物；将所述混合物塑形制成颗粒；将所述颗粒煅烧处理，得到所述煤矸石基陶粒。

在一些实施例中，按照重量份，上述配比包括：煤矸石粉末20～30份；葡萄糖2～3份；氧化钙1～2份；硅酸钠1～3份。

在一些实施例中，上述煤矸石粉末的平均粒径粒径介于200目至325目。

在一些实施例中，所述颗粒为球状颗粒；优选地，所述球状颗粒的直径介于5mm至15mm。

在一些实施例中，所述煅烧处理的步骤包括：将所述颗粒加热至500℃至900℃之间；和/或，所述煅烧处理的时间介于1h至3h。

在一些实施例中，所述颗粒在煅烧处理之前，还包括一干燥处理：将所述颗粒在设定温度下干燥；优选地，所述设定温度介于80℃至110℃之间。

在一些实施例中，上述配比按照重量份：煤矸石粉末25份、葡萄糖2.5份、氧化钙 1～2份、硅酸钠1～3份；煅烧温度介于500℃至900℃之间。

本发明还包括一种上述的制备方法得到的煤矸石基陶粒。

本发明还包括上述方法制备得到的煤矸石基陶粒作为滤料的用途。

本发明还提供一种水处理设备，含有上述的制备方法得到的煤矸石基陶粒。与现有技术相比，本发明的有益技术效果在于：