申请日2015.07.14
公开(公告)日2015.10.07
IPC分类号C02F1/461
摘要
本发明提供一种水处理用铁碳微电解陶粒填料的制备方法，其特征在于采用以下步骤：(1)将废铁屑、废线路板粉末、山东省淄博市孝妇河黄土崖段河道底泥粉、粘土以15～20：55～60：10～15：10～15的质量比混合，形成混合料;(2)将混合料加入圆盘造粒机中，另加入混合料质量为25～30%的粘结剂稀释液造粒，制成权利要求书
1.一种水处理用铁碳微电解陶粒填料的制备方法，其特征在于采用以下步骤：(1)将废 铁屑、废线路板粉末、山东省淄博市孝妇河黄土崖段河道底泥粉、粘土以15～20：55～60： 10～15：10～15的质量比混合，形成混合料;(2)将混合料加入圆盘造粒机中，另加入混合料 质量为25～30%的粘结剂稀释液造粒，制成φ3～5mm的球形颗粒;(3)将球形颗粒干燥后， 在无氧气氛下烧制、冷却，得铁碳微电解陶粒填料。
2.如权利要求1所述的水处理用铁碳微电解陶粒填料的制备方法，其特征在于：步骤(1) 中，废铁屑中含铁97～98%，研磨过100目筛而成;废线路板粉末由废线路板粉碎后，再依次 经过磁选除铁、电选除铜后研磨过100目筛而成，废线路板粉末中含环氧树脂80～82%、玻璃 纤维13～15%以及金属铜1.72～2.15%，其它为少量的铁、铝、锡、金、银、铂等。
3.如权利要求1所述的水处理用铁碳微电解陶粒填料的制备方法，其特征在于：步骤(1) 中，河道底泥粉采用山东省淄博市孝妇河黄土崖段河道底泥研磨过120目筛而成，粘土取自 山东省潍坊市坊子区涌泉的钙基膨润土，钙基膨润土的主要矿物成分为蒙脱石，研磨过120 目筛而成，河道底泥、粘土各自的主要化学成分的质量百分比为：
4.如权利要求1所述的水处理用铁碳微电解陶粒填料的制备方法，其特征在于：步骤(1) 中，河道底泥中粘土质量百分比含量65～70%，水生植物及藻类的质量百分比含量9～10%。
5.如权利要求1所述的水处理用铁碳微电解陶粒填料的制备方法，其特征在于：步骤(2) 中粘结剂稀释液的制作为，先将0.5wt%聚乙烯醇加热至聚乙烯醇融化，然后加入80-100℃热 水稀释5-6倍制得粘结剂稀释液，现配现用。
6.如权利要求1所述的水处理用铁碳微电解陶粒填料的制备方法，其特征在于：步骤(3) 中，将球形颗粒先在干燥箱中100℃干燥后，再在无氧气氛下煅烧，煅烧制度为0℃～600℃， 升温速率控制为10℃/min，当温度到达600℃时恒温10分钟，然后600℃～900℃升温速率 控制在10℃/min，当到达900℃时恒温10分钟，900℃～1110℃±10℃升温速率控制在5℃/min， 当到达1110℃±10℃时恒温60分钟，关掉电源，在无氧气氛下让其自然冷却至室温，取出样 品，密封保存。
说明书
水处理用铁碳微电解陶粒填料的制备方法
技术领域
本发明提供一种水处理用铁碳微电解陶粒填料的制备方法，属于废水净化处理材料及环 境材料制备技术领域，尤其是高毒性废水和高浓度、难生物降解有机废水的净化处理技术材 料领域。
背景技术
陶制抗板结铁碳微电解陶粒可以利用铁碳微电解技术处理高浓度、高色度、高毒性和难 生物降解的有机废水和重金属废水。铁碳微电解陶粒浸入废水中时，由于铁和碳之间的电位 差，废水中会形成无数个原电池。这些细微电池是以电位低的铁做阴极，电位高的碳做阳极， 在含有酸性电解质的水溶液中发生电化学反应，使大分子有机污染物降解为小分子，在较短 的时间里提高废水的可生化性，并降低废水的COD和毒性;由于铁的还原作用还可以使废水 中的重金属离子转变为单质或沉淀物而被除去。铁碳微电解技术目前已应用于印染、重金属、 制药、农药等废水处理，其优点是工艺简单、应用范围广泛。因此，研究如何降低陶制抗板 结铁碳微电解陶粒的制备成本和提高其废水处理效果至关重要。
印刷线路板是电子工业的基础，几乎存在于所有的电子产品中。近年来随着国内电子产 品报废高峰的快速到来，以及每年从发达国家进口的电子废弃物，都产生了大量的废弃线路 板。目前对于废弃印刷线路板中金属的提取和回收技术已经比较成熟，然而对提取金属后剩 余的大量非金属材料即废线路板粉末的开发利用则进展较慢，有大量的堆积现象。这些非金 属物质即废线路板粉末占到印刷线路板组成的70%～80%，主要由环氧树脂、玻璃纤维等无机 材料构成，其中还有极少量的金属铜、稀贵微量元素等，如果不对其开发利用，就会占用土 地资源，对周围环境造成危害。另，现有的填料为了提升其对高浓度、高毒性有机废水中大 分子有机物的催化降解效果和重金属废水中重金属的还原效果，往往在制作原料中添加少量 铜及其它稀贵微量元素，这样填料的制作成本就大大提高。
发明内容
本发明针对现有技术的不足，提供一种能充分利用废线路板粉末等固体废弃物制作水处 理填料、成本低、工作性能优良的水处理用铁碳微电解陶粒填料的制备方法。其技术方案为：
一种水处理用铁碳微电解陶粒填料的制备方法，其特征在于采用以下步骤：(1)将废铁 屑、废线路板粉末、山东省淄博市孝妇河黄土崖段河道底泥粉、粘土以15～20：55～60：10～15： 10～15的质量比混合，形成混合料;(2)将混合料加入圆盘造粒机中，另加入混合料质量为 25～30%的粘结剂稀释液造粒，制成的球形颗粒;(3)将球形颗粒干燥后，在无氧气 氛下烧制、冷却，得铁碳微电解陶粒填料。
所述的水处理用铁碳微电解陶粒填料的制备方法，步骤(1)中，废铁屑中含铁97～98%， 研磨过100目筛而成;废线路板粉末由废线路板粉碎后，再依次经过磁选除铁、电选除铜后 研磨过100目筛而成，废线路板粉末中含环氧树脂80～82%、玻璃纤维13～15%以及金属铜 1.72～2.15%，其它为少量的铁、铝、锡、金、银、铂等。
所述的水处理用铁碳微电解陶粒填料的制备方法，步骤(1)中，河道底泥粉采用山东省 淄博市孝妇河黄土崖段河道底泥研磨过120目筛而成，粘土取自山东省潍坊市坊子区涌泉的 钙基膨润土，钙基膨润土的主要矿物成分为蒙脱石，研磨过120目筛而成，河道底泥、粘土 各自的主要化学成分的质量百分比为：
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所述的水处理用铁碳微电解陶粒填料的制备方法，步骤(1)中，河道底泥中粘土质量百 分比含量65～70%，水生植物及藻类的质量百分比含量9～10%。
所述的水处理用铁碳微电解陶粒填料的制备方法，步骤(2)中粘结剂稀释液的制作为， 先将0.5wt%聚乙烯醇加热至聚乙烯醇融化，然后加入80-100℃热水稀释5-6倍制得粘结剂稀 释液，现配现用。
所述的水处理用铁碳微电解陶粒填料的制备方法，步骤(3)中，将球形颗粒先在干燥箱 中100℃干燥后，再在无氧气氛下煅烧，煅烧制度为0℃～600℃，升温速率控制为10℃/min， 当温度到达600℃时恒温10分钟，然后600℃～900℃升温速率控制在10℃/min，当到达900℃ 时恒温10分钟，900℃～1110℃±10℃升温速率控制在5℃/min，当到达1110℃±10℃时恒温 60分钟，关掉电源，在无氧气氛下让其自然冷却至室温，取出样品，密封保存。
本发明与现有技术比较，具有以下有益效果：
1、本发明所述的水处理用铁碳微电解陶粒填料的制备方法中，其制备原料中的铁屑、废 线路板粉末、河道底泥本身是固体废弃物，因此可以减少固体废物对环境造成的危害，尤其 是减少废线路板粉末的堆积现象。
2、本发明在陶粒制备过程中，不使用活性炭、木炭等珍贵碳资源，仅利用废线路板粉末 在无氧高温下炭化而形成的碳，形成微电解反应的阳极。在烧制陶粒的同时完成碳化，节约 资源、能源。陶粒在无氧气氛下烧制，不会产生对环境危害极大的二恶英。
3、废线路板粉末中的环氧树脂在无氧高温碳化时会产生一氧化碳等小分子气体，逸出的 小分子气体又可以使陶粒内部和表面产生许多空隙，从而使陶粒具有较大的比表面积和提高 其对高浓度、高毒性有机废水和重金属废水的吸附处理效果。
4、废线路板粉末中含有的少量铜及其它稀贵微量元素，少量铜及其它稀贵微量元素在陶 粒中可以起到微量催化剂的作用，会加速对高浓度、高毒性有机废水中大分子有机物的催化 降解效果和重金属废水中重金属的还原效果，克服了现有技术不加催化剂或微量催化剂需要 另外添加的缺陷，工艺简单，制备成本低，产生的社会效益大。
5、本发明通过铁碳原电池反应，特别是由于原材料废线路板粉末中本身含有少量的金属 铜等催化剂，因此对重金属的还原能力优于现有技术，为高毒性的重金属废水处理提供了一 个切实可行的方案。
6、本发明能够实现废物循环利用，综合成本低，使用维护简单，工艺操作简单，产品再 生循环利用容易，其经济效益、环保效益、社会效益显著，符合我国当前的节能减排政策。