一种用于废水处理的轻质免烧陶粒及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明属于一种用于废水处理的轻质免烧陶粒及其制备方法，属于废水处理领域。
【背景技术】
[0002]随着工业的发展，重金属污染越来越严重，重金属的废水污染通过食物链的传播将会对于环境产生深远的影响，重金属的废水污染也逐渐成为全球性的的研究课题。
[0003]陶粒是一种较为廉价的进行废水处理的产品，不过现有的研究陶粒，一般是采用烧结法和免烧法来制备。烧结法发展较为成熟，但是所制备的陶粒工艺较为复杂，成本较高；而免烧法虽然避免了高温烧结，但是其对于原料的要求比较高，且不容易制备抗压强度高，表观密度低的轻质陶粒。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是针对上述问题，研制出一种用于废水处理的轻质免烧陶粒及其制备方法，其制备方法为免烧蒸汽养护法。
[0005]—种用于废水处理的轻质免烧陶粒的制备方法，包括如下制备步骤:
[0006](I)备料:以沸石粉和粉煤灰为主要原料，以生石灰、磷石膏、波兰特水泥、硫化亚铁和铝粉为辅助成分，以氯化钠、凹凸棒土、水玻璃、三聚磷酸钠、月桂醇醚磷酸酯钾、纳米氧化铝、纳米二氧化硅为添加剂；各原料的重量份为:
[0007]沸石粉10-50份；
[0008]粉煤灰10-50份；
[0009]生石灰5-15份；
[0010]磷石膏5-15份；
[0011]波兰特水泥5-15份；
[0012]硫化亚铁5-15份；
[0013]铝粉5-15 份；
[0014]氯化钠1-4份；
[0015]凹凸棒土 1-4份；
[0016]水玻璃1-4份；
[0017]三聚磷酸钠1-4份；
[0018]月桂醇醚磷酸酯钾1-4份；
[0019]纳米氧化铝1-4份；
[0020]纳米二氧化硅1-4份；
[0021](2)混合:将各原料混合，然后加入适量的水，充分搅拌，得到浆料；
[0022](3)造粒成型:将浆料造粒成型，获得粒径为l_7mm的陶粒；
[0023](4)蒸汽养护:将陶粒放入蒸汽室中养护24-48小时，养护温度为85-105摄氏度；即得免烧陶粒。
[0024]作为优选，在蒸汽养护前，还包括如下步骤:将陶粒放入放入养护室中养护24小时，控制养护室的温度在27°C，湿度应在70%以上。
[0025]作为优选，所述混合为球磨混合，球磨时间为5h。
[0026]作为优选，所述纳米氧化招、纳米二氧化娃为纳米氧化招、纳米二氧化娃溶胶，粒径为 30-100nm。
[0027]作为优选，所述蒸汽养护的养护温度为95摄氏度。
[0028]—种使用上述制备方法制备得到的轻质免烧陶粒。
[0029]作为优选，轻质免烧陶粒的抗压强度大于15Mpa，表观密度低于0.9g/cm3。
[0030]本发明的有益效果:
[0031]通过合理配制原料，采用蒸汽养护的方法，以沸石粉和粉煤灰为主要原料，以生石灰、磷石膏、波兰特水泥、硫化亚铁和铝粉为辅助成分，以氯化钠、凹凸棒土、水玻璃、三聚磷酸钠、月桂醇醚磷酸酯钾、纳米氧化铝、纳米二氧化硅为添加剂，制备得到了轻质免烧陶粒。本发明创造性的采用沸石粉和粉煤灰相结合做为原料，沸石粉和粉煤灰是常规的原料，但是沸石粉由于天然含有孔道，将会大大提高免烧陶粒的密度，同时，天然沸石也含有较高的强度，将会对于陶粒的耐压强度产生重要的支撑作用；同时，粉煤灰的使用，可以调节沸石粉中硅/铝的比例，使得所制备的陶粒具有优良的物化性能；粉煤灰和沸石粉的共同使用，是一种全新的组合。通过选择生石灰、磷石膏、波兰特水泥、硫化亚铁和铝粉及其合适的重量份，让沸石粉和粉煤灰能够免烧制备得到陶粒，其中磷石膏起到激发剂的作用；同时，硫化亚铁起到第二激发剂的作用；而助剂对于形成轻质免烧陶粒产生非常重要的作用，月桂醇醚磷酸酯钾和纳米氧化铝、纳米二氧化硅溶胶，起到粘结的作用，其中的纳米氧化铝、纳米二氧化硅还通过与辅助成分结合，形成铝酸盐物质，使得陶粒具有更优质的物化性能；而氯化钠、凹凸棒土、水玻璃、三聚磷酸钠等无机盐，通过引入无机阴、阳离子，促进硅酸钙的形成，继而提尚陶粒的孔隙率；
[0032]该陶粒制备工艺简单，通过选择合适的制备工艺，备料、混合、造粒成型和蒸汽养护，得到免烧陶粒，该制备方法尤其是养护时间和养护温度对于陶粒的物化性能有重要影响。该方法易于工业化，原料来源广泛，非常适合应用于废水处理。
【具体实施方式】
[0033]下面结合具体的实施例，并参照数据进一步详细描述本发明。应理解，这些实施例只是为了举例说明本发明，而非以任何方式限制本发明的范围。
[0034]实施例1:
[0035]—种用于废水处理的轻质免烧陶粒的制备方法，包括如下制备步骤:
[0036](I)备料:以沸石粉和粉煤灰为主要原料，以生石灰、磷石膏、波兰特水泥、硫化亚铁和铝粉为辅助成分，以氯化钠、凹凸棒土、水玻璃、三聚磷酸钠、月桂醇醚磷酸酯钾、纳米氧化铝、纳米二氧化硅为添加剂；各原料的重量份为:
[0037]沸石粉30份；
[0038]粉煤灰30份；
[0039]生石灰13份；
[0040]磷石膏13份；
[0041]波兰特水泥13份；
[0042]硫化亚铁13份；
[0043]铝粉13份；
[0044]氯化钠3份；
[0045]凹凸棒土 3份；
[0046]水玻璃3份；
[0047]三聚磷酸钠3份；
[0048]月桂醇醚磷酸酯钾3份；
[0049]纳米氧化铝3份；
[0050]纳米二氧化硅3份；
[0051](2)混合:将各原料混合，然后加入适量的水，充分搅拌，得到浆料；
[0052](3)造粒成型:将浆料造粒成型，获得粒径为5mm的陶粒；
[0053](4)蒸汽养护:将陶粒放入蒸汽室中养护36小时，养护温度为95摄氏度；即得免烧陶粒；
[0054]在蒸汽养护前，还包括如下步骤:将陶粒放入放入养护室中养护24小时，控制养护室的温度在27°C，湿度应在70%以上。
[0055]所述混合为球磨混合，球磨时间为5h。
[0056]所述纳米氧化招、纳米二氧化娃为纳米氧化招、纳米二氧化娃溶胶，粒径为70nm。
[0057]—种使用上述制备方法制备得到的轻质免烧陶粒。轻质免烧陶粒的抗压强度为
15.7Mpa，表观密度为 0.82g/cm3。
[0058]实施例2:
[0059]—种用于废水处理的轻质免烧陶粒的制备方法，包括如下制备步骤:
[0060](I)备料:以沸石粉和粉煤灰为主要原料，以生石灰、磷石膏、波兰特水泥、硫化亚铁和铝粉为辅助成分，以氯化钠、凹凸棒土、水玻璃、三聚磷酸钠、月桂醇醚磷酸酯钾、纳米氧化铝、纳米二氧化硅为添加剂；各原料的重量份为:
[0061]沸石粉25份；
[0062]粉煤灰35份；
[0063]生石灰6份；
[0064]磷石膏13份；
[0065]波兰特水泥6份；
[0066]硫化亚铁6份；
[0067]铝粉13份；
[0068]氯化钠3份；
[0069]凹凸棒土 3份；
[0070]水玻璃3份；
[0071]三聚磷酸钠I份；
[0072]月桂醇醚磷酸酯钾3份；
[0073]纳米氧化铝I份；
[0074]纳米二氧化硅I份；
[0075](2)混合:将各原料混合，然后加入适量的水，充分搅拌，得到浆料；
[0076](3)造粒成型:将浆料造粒成型，获得粒径为4_的陶粒；
[0077](4)蒸汽养护:将陶粒放入蒸汽室中养护32小时，养护温度为95摄氏度卩得免烧陶粒；
[0078]在蒸汽养护前，还包括如下步骤:将陶粒放入放入养护室中养护24小时，控制养护室的温度在27°C，湿度应在70%以上。
[0079]所述混合为球磨混合，球磨时间为5h。
[0080]所述纳米氧化招、纳米二氧化娃为纳米氧化招、纳米二氧化娃溶胶，粒径为50nm。
[0081]—种使用上述制备方法制备得到的轻质免烧陶粒。轻质免烧陶粒的抗压强度为16.0Mpa，表观密度为 0.77g/cm3。
[0082]实施例3:
[0083]—种用于废水处理的轻质免烧陶粒的制备方法，包括如下制备步骤:
[0084](I)备料:以沸石粉和粉煤灰为主要原料，以生石灰、磷石膏、波兰特水