申请日2006.11.10
公开(公告)日2008.05.14
IPC分类号C04B18/14; C02F1/50; C02F1/00; C04B18/08
摘要
一种用放射性高炉渣为掺合料的建材产品及其处理污水的方法。该建材产品是用含放射性针232物质的高炉水淬渣和高炉重矿渣为掺合料，该建材产品包括用于处理污水的特种水泥、水泥构件。本发明的特点是处理污水的投资、使用维护成本低，应用处理污水的领域广，无二次放射性污染。该建材产品处理污水，可使COD降解30%～55%，杀大肠菌群大于99%以上，现场辐射安全符合GB6566-2001标准，处理后水的α、β值均低于国家标准规定指标。
权利要求书
1.以放射性高炉渣为掺合料的建材产品及其处理污水的方法，其特征在于：以含低剂量放射 性物质钍232的高炉渣为辐射源，其放射性含量为GB6566-2001标准10倍以下。
2.根据权利要求1所述以放射性高炉渣为掺合料的建材产品，其特征在于：将该高炉水淬渣 按重量百分比，高炉水淬渣∶水泥熟料∶石膏∶其他辅料=(50～70)∶(20～40)∶8∶2 配制，生产出特种用于处理污水的水泥。
3.根据权利要求2所述以放射性高炉水淬渣为掺合料的特种水泥处理污水的方法，其特征在 于：按重量百分比，特种水泥∶砂石∶外加剂=30∶60∶10用适量水混匀搅拌制成水泥构 件、池、渠或输水管道，将污水在其中存放或流经3～4小时即可。
4.根据权利要求3所述以放射性高炉重矿渣为掺合料的建材产品处理污水的方法，其特征在 于：按重量百分比，高炉重矿渣∶粉煤灰∶普通水泥=(40～60)∶(20～40)∶20加适量 的水混合搅拌制成水泥构件、池、渠或输水管道，将污水在其中存放或流经3～4小时即可。
说明书
以放射性高炉渣为掺合料的建材产品及其处理污水的方法
一、技术领域：
本发明涉及一种污水处理方法，同时还涉及固体废物——含低剂量放射性 钍232高炉渣的处理方法。
二、背景技术：
污水 中含有大量的有机物和细菌。如不进行处理，会对环境造成严重危害。尤其是城市 综合污水、工业污水更需要处理。已有的处理办法大多是絮凝沉降法，这种方法存在投 资大、处理不彻底缺点。而ZL901094.8“低剂量放射性水泥构件处理污水的方法”; ZL93108816.X“用于水处理的水泥及其生产方法”;ZL0019351.1“含有稀土废渣的放射 性水泥及其该水泥处理污水的方法”，虽然找到了一种低剂量稀土废渣处理污水的方法， 但产生稀土废渣的工艺为：见附图
这就决定了以上专利存在以下不足：
1、粒度：稀土废渣为糊状粉末态物质，只适宜作水泥掺合料，不利于做其它处理污水 建材产品的掺合料，掺入建材产品的领域窄，不具有实用性。
2、物质组成，稀土废渣主要以CaSO4、BaSO4为主，其中还含有H2SO4，使其呈较强的 酸性。虽然CaSO4、BaSO4可作为水泥的掺合料，但H2SO4的存在将直接影响水泥的 性能。如通过烧制过程，去除H2SO4，其制造方法复杂，成本高，也不具有实用性。
三、发明内容：
本发明的目的是提供一种成本低、掺入建材产品领域广，实用性好的新材 料。即以放射性高炉渣为掺和料的建材产品及该产品处理污水的方法。
本发明是这样实现的：以含低剂量放射性物质钍232的高炉渣为辐射源，其放射性含量 超过GB6566-2001标准十倍以下。
1、将高炉水淬渣按重量百分比，高炉水淬渣∶水泥熟料∶石膏∶其它辅料=(50～70) ∶(20～40)∶8∶2配制成生产水泥的原料，经球磨生产出具有处理污水功能的特 种水泥，将该水泥按重量百分比，特种水泥∶砂石∶外加剂=(20～30)∶(60～70) ∶10及适量的水泥混匀搅拌制成水泥构件、沉淀池或输水管道。让污水与以上建材 产品直接接触3～4小时，即可将污水处理到符合处理指标。
2、将高炉重矿渣、水泥、粉煤灰按重量百分比 高炉重矿渣∶粉煤灰∶普通硅酸盐 水泥=(40～60)∶(20～40)∶20加适量的水混合搅拌制成水泥构件、沉淀池或输 水管道。让污水与以上建材产品直接接触3-4小时，即可将污水处理到符合处理指标。
并且以上建材产品具有良好的保温隔热性能，抗冻性好，对钢筋无锈蚀作用。 与现有技术相比本发明具有以下显著效果：
1、岩相鉴定和试验表明该高炉渣的矿物组成为钙铝黄长石(CA2S)，镁黄长石(C2MS2)， 硅酸=钙(C2S)等，同时还含有枪晶石(3CaO·CaF2·2SiO2)和铈钙硅石(3CaO ·RExOy·2SiO2)，其中铈钙硅石是含放射性钍232的主要矿物，呈长条状晶体，其粒 径微小，熔点高达1500℃，由于结晶早，所以被包裹在枪晶石中，采用常规选矿方 法无法分离出钍232，采用化学方法分离钍232尚处于探索阶段，且工艺复杂，成本 高，这就决定了高炉渣中的钍232不会溶于水。当将其掺入到建材产品中，用于污水 处理时，钍232不会溶于水，处理后的水不会受到放射性污染。
2、高炉水淬渣是指冶金企业炼铁时所产生的熔融态渣经水快速降温所形成的颗粒状结 晶物质。其化学成分、物相组成、物理性能、质量系数、碱度、活性与水泥熟料是 接近的，这就决定了在生产特种处理污水的水泥工艺中，按重量百分比，水淬渣∶ 水泥熟料∶石膏∶其它辅料=(50～70)∶(20～40)∶8∶2，可简化生产水泥工艺， 大大降低水泥成本。
3、高炉重矿渣是指冶金企业炼铁时，所产生的熔融态渣经自然冷却形成的一种人造石 质材料，其物理性能与中等天然石质材料相近，将其破碎成5mm～31.5mm块状可 代替天然石质材料作建材产品骨料，将其破碎<5mm粒状可代替中砂用于建材产品 中。
总之该高炉渣作掺合料用于处理污水不会造成二次污染，且应用领域广，即可掺入 水泥工艺中生产特种处理污水的水泥，还能代替中砂、骨料用于生产处理污水的水泥 构件。其处理效果为：COD降解率可达30%-55%，杀大肠菌群大于99%以上。现场 辐射安全，符合GB6566-2001标准，处理后水的α、β值可达国家标准规定指标。
四、实施方案：
例一：砼输水管道处理污水(城市综合污水)
将含低含量放射性钍232的高炉渣按高炉渣∶水泥熟料∶其它辅料=60∶30∶8∶2(重量 百分比)配制成生产水泥的原料，经生产工艺生产出处理污水的特种水泥，将该水泥按特 种水泥∶砂石∶外加剂=40∶50∶10(重量百分比)制成输水管道，让污水与该管道直接接 触3小时，即水的流速为15公里/小时，管道长度为45公里，污水的COD降解率为40%， 杀大肠菌群99%，处理后的α、β值均低于国家标准规定指标。
例二：砼沉淀池处理污水
将含低剂量放射性钍232的高炉重矿渣按高炉重矿渣∶粉煤灰∶普通水泥=50∶30∶20 (重量百分比)加少量水制成砼，用该砼筑沉淀池。让污水在池内沉淀4小时，污水的COD 降解率为50%，杀大肠菌群大于99%以上，处理后的α、β值均低于国家标准规定指标。