公布日：2023.08.29
申请日：2023.05.26
分类号：C04B28/00(2006.01)I;C04B18/14(2006.01)I;C04B18/04(2006.01)I;C04B18/06(2006.01)I;C04B38/00(2006.01)I;C02F1/66(2023.01)I;C04B111/40(2006.01)N
摘要
本发明涉及废水处理技术领域，具体涉及一种固废基碱性骨料及其制备工艺和在酸性废水处理中的应用，该固废基碱性骨料包括以下原料：钢渣粉、脱硫灰、赤泥、胶结料、电石渣和水，其中，所述钢渣粉、所述脱硫灰和所述赤泥的总和在原料中的占比为75～85％，所述胶结料在原料中的占比为5～15％，所述电石渣在原料中的占比为3～15％。本发明将钢渣粉、赤泥、脱硫灰、电石渣、胶结料与水混合均匀后通过造粒设备制备成固废基碱性骨料，不仅可以释放出碱性物质中和酸性废水，同时可以有效避免工业废渣粉状细小颗粒直接进入废水中造成水体变色、混浊，增加河底的淤泥量，还可以实现了钢渣、脱硫灰、赤泥在废水治理领域的利用，提高钢渣的资源化利用率。
权利要求书
1.一种固废基碱性骨料，其特征在于，包括以下原料：钢渣粉、脱硫灰、赤泥、胶结料、电石渣和水，其中，所述钢渣粉、所述脱硫灰和所述赤泥的总和在原料中的占比为75～85％，所述胶结料在原料中的占比为5～15％，所述电石渣在原料中的占比为3～15％。
2.如权利要求1所述的固废基碱性骨料，其特征在于：所述钢渣粉、所述脱硫灰和所述赤泥的质量比为1:1:1～1:2:1。
3.如权利要求1所述的固废基碱性骨料，其特征在于：所述钢渣粉的比表面积不低于350m2/kg。
4.如权利要求1所述的固废基碱性骨料，其特征在于：制备所述固废基碱性骨料时加水量为所述固废基碱性骨料总质量的8～15％。
5.如权利要求1所述的固废基碱性骨料，其特征在于：所述固废基碱性骨料的粒径为6-15mm。
6.如权利要求1所述的固废基碱性骨料，其特征在于：所述固废基碱性骨料的抗压强度不低于1.5MPa，孔隙率不低于15％。
7.一种权利要求1-6任一项所述的固废基碱性骨料的制备工艺，其特征在于：先将钢渣粉、脱硫灰、赤泥、胶结料、电石渣按比例混合，搅拌均匀，然后加入一定量的水，继续搅拌均匀，再将混合物料运输至造粒设备进行造粒，制得所述固废基碱性骨料。
8.权利要求1-6任一项所述的固废基碱性骨料的在酸性废水处理中的应用。
9.如权利要求8所述的应用，其特征在于：将所述固废基碱性骨料分别加入多级废水处理系统。
10.如权利要求8所述的应用，其特征在于：所述固废基碱性骨料的投加量为5-15g/L，处理时间不少于30min。
发明内容
为了克服上述现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种固废基碱性骨料及其制备工艺和在酸性废水处理中的应用，固废基碱性骨料可以释放出碱性物质中和酸性废水，同时避免水体混浊、淤泥堵塞的问题，还可有效提高固体废物的资源化利用。
为实现上述目的，本发明的技术方案为一种固废基碱性骨料，包括以下原料：钢渣粉、脱硫灰、赤泥、胶结料、电石渣和水，其中，所述钢渣粉、所述脱硫灰和所述赤泥的总和在原料中的占比为75～85％，所述胶结料在原料中的占比为5～15％，所述电石渣在原料中的占比为3～15％。
作为实施方式之一，所述钢渣粉、所述脱硫灰和所述赤泥的质量比为1:1:1～1:2:1。
作为实施方式之一，所述钢渣粉的比表面积不低于350m2/kg。
作为实施方式之一，制备所述固废基碱性骨料时加水量为所述固废基碱性骨料总质量的8～15％。
作为实施方式之一，所述固废基碱性骨料的粒径为6-15mm。
作为实施方式之一，所述固废基碱性骨料的抗压强度不低于1.5MPa，孔隙率不低于15％。
本发明还提供一种上述的固废基碱性骨料的制备工艺，先将钢渣粉、脱硫灰、赤泥、胶结料、电石渣按比例混合，搅拌均匀，然后加入一定量的水，继续搅拌均匀，再将混合物料运输至造粒设备进行造粒，制得所述固废基碱性骨料。
本发明还提供一种上述的固废基碱性骨料的在酸性废水处理中的应用。
作为实施方式之一，将所述固废基碱性骨料分别加入多级废水处理系统。
作为实施方式之一，所述固废基碱性骨料的投加量为5-15g/L，处理时间不少于30min。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明的固废基碱性骨料由钢渣粉、赤泥、脱硫灰、电石渣、胶结料与水混合均匀后通过造粒设备制备而成；其中，钢渣粉中含有一定量生物玻璃体矿物，具有水化活性；脱硫灰中硫酸钙和亚硫酸钙起到硫酸盐激发效果，可起到激发玻璃体矿物活性的作用，同时利用在碱性环境下脱硫灰中铵盐、氨水等发生化学反应可释放气体，气体在释放过程在骨料中形成丰富的气孔结构，增加碱性骨料与酸性废水的接触，提高碱性骨料的酸碱中和能力；赤泥中强碱性硅酸钠具有碱激发作用，同时赤泥中铝酸根离子可以参与到钢渣、脱硫灰和胶结料的水硬性反应生成硫铝酸钙矿物；钢渣粉、赤泥、脱硫灰在碱激发和硫酸盐激发耦合作用下可以与胶结料发生水化硬化反应生成水化硅酸钙、硫铝酸钙、氯铝酸钙等矿物，水化物质具有胶结和填充作用，可以将钢渣、赤泥、脱硫灰中的碱性物质和电石渣中碱性物质包裹起来形成一定强度的固废基碱性骨料，固废基碱性骨料可以缓慢释放出碱性物质中和酸性废水，同时可以避免赤泥、脱硫灰、钢渣中粉体颗粒直接投加到矿井酸性废水中造成水体浑浊以及粉体颗粒容易被冲刷到下游沉积，造成河流淤泥增加，影响河流周边的生态环境，还可以实现钢渣、脱硫灰、赤泥在废水治理领域的高掺量利用，提高其资源化利用量，减少钢渣、脱硫灰、赤泥的土地占用、环境污染突出问题。
（发明人：刘更生;姜明明;邵雁;周谦;刘颖;许晓明;郭华军;杨振;汪远;李姗姗;史记熙）