专利名称：一种以高炉炉渣为原料合成雪硅钙石的制备方法
技术领域：
本发明涉及到以高炉炉渣为原材料合成雪硅钙石的制备方法，用于环境保护中废水处理领域。
背景技术：
高炉炉渣处理方法主要分为干渣和水淬渣。干渣处理费用较高，污染比较严重，现在很少使用。目前高炉渣多经水淬制成水渣，成为制成矿渣水泥或渣砖的原材料，此外水渣还可制成渣砖和用作隔热填料等。但是水淬渣法用水量大，生产易爆炸，整套装置占地面积大且污染环境。为了克服上述的问题，研究者们采用多种方法提高高炉炉渣的综合利用。块渣可 代替天然碎石作混凝土骨料、公路路基、铁路道砟、基础垫层等。还有少量制成渣棉、膨球、铸石、微晶玻璃。在农业方面有的高炉渣还可改良土壤或用作肥料。
发明内容
本发明的目的是根据高炉炉渣本身的物理组成，以高炉炉渣为原材料，复配生石灰和二氧化硅，合成雪硅钙石。该雪硅钙石能够用于废水中的除磷，从而提高高炉炉渣的综合利用和发展。该制备方法简单，合成的雪硅钙石能够用于废水的除磷，对环境治理提供了新的发展思路。本发明提供以高炉炉渣合成雪硅钙石的制备方法，其技术方案如下一种以高炉炉渣为原料合成雪硅钙石的制备方法，以高炉炉渣、生石灰和二氧化硅为原料，通过水热合成得到雪硅钙石，原料按质量百分比计，高炉炉渣50% 70%、生石灰10% 25%，二氧化硅10% 25%，其特征在于按以下步骤进行a)将50% 70%经过研磨后粒度为100目 200目的高炉炉渣、10% 25%生石灰、10% 25% 二氧化硅，且控制CaO / SiO2的摩尔比为0. 8 I. 2，将物料和水均匀混合倒入反应爸中；b)反应釜升温，保持反应温度150°C 220°C，反应时间6h IOh ；c)反应结束后冷却，过滤，得到白色固体物质，经洗涤，烘干后得到雪硅钙石。所述的高炉炉渣为高炉炼铁的副产品，其中Ca0、Mg0、Si02和Al2O3为主要组成，占总量的95%以上。所述的高炉炉渣中CaO / SiO2的摩尔比为0. 9 I. 20。本发明合成的雪硅钙石可用于不同浓度的含磷废水，其中磷含量为5mg/L 150mg/L，投加雪硅钙石的质量为1.0g/l 4. Og/L，反应时间为0. 5h lh，出水废水中残留含磷量达到国家一级排放标准。本发明与现有技术相比，其优点在于I、本发明以高炉炉渣为主要原材料，采用高炉炉渣中含有大量的Ca0、Si02 ,Al2O3和MgO，从而将其变废为宝。
2、本发明提供的水热合成方法，设备投资少，生产工艺容易控制，生产成本较低。3、本发明合成的雪硅钙石中，其晶体结构中部分的钙离子被铝离子取代，吸附能力较强，能够用于中低浓度含磷废水的处理。
图I为本发明实施例I用高炉炉渣合成的雪硅钙石的XRD衍射图谱。图2为本发明实施例2用高 炉炉渣合成的雪硅钙石的XRD衍射图谱。图3为本发明实施例3用高炉炉渣合成的雪硅钙石的XRD衍射图谱。图4为本发明实施例4用高炉炉渣合成的雪硅钙石的XRD衍射图谱。
具体实施例方式下面结合实施例对本发明作进一步说明。本发明所用的高炉炉渣原料为高炉炼铁的副产品，其中CaO、MgO、SiO2和Al2O3为主要组成，占高炉炉渣组成的95%以上。高炉炉渣、生石灰和二氧化硅的原料按质量百分比计。实施例II)将高炉炉渣破碎研磨至粒度为100目，按照质量百分计，高炉炉渣50%、生石灰25%、二氧化硅25%，控制CaO / SiO2摩尔比为0. 8，将物料和水均匀混合倒入反应釜中，反应釜升温，保持反应温度150°C，反应时间6h，反应结束后冷却，过滤，得到白色固体物质，经洗涤，烘干后得到雪硅钙石。得到的雪硅钙石图谱见图I的XRD衍射图谱。2)将上述水热合成的雪硅钙石用于处理养猪场高浓度含磷废水，磷浓度为155mg/L,按照每升含磷废水中投加4. Og上述水热合成的雪硅钙石，搅拌反应lh，出水废水中磷含量为0. 35 mg/L0实施例2I)将高炉炉渣破碎研磨至粒度为200目，按照质量百分计，高炉炉渣60%、生石灰20%、二氧化硅20%，控制CaO / SiO2摩尔比为I. 0，将物料和水均匀混合倒入反应釜中，反应釜升温，保持反应温度180°C，反应时间8h。反应结束后冷却，过滤，得到白色固体物质，经洗涤，烘干后得到雪硅钙石。得到的雪硅钙石图谱见图2的XRD衍射图谱。2)将上述水热合成的雪硅钙石用于处理养猪场高浓度含磷废水，磷浓度为155mg/L,按照每升含磷废水中投加3. Og雪硅钙石，搅拌反应lh，出水废水中磷含量为0. 39 mg/L0实施例3I)将高炉炉渣破碎研磨至粒度为200目，按照质量百分计，高炉炉渣65%、生石灰15%、二氧化硅20%，控制CaO / SiO2摩尔比为0. 8，将物料和水均匀混合倒入反应釜中，反应釜升温，保持反应温度200°C，反应时间10h。反应结束后冷却，过滤，得到白色固体物质，经洗涤，烘干后得到雪硅钙石。得到的雪硅钙石图谱见图3的XRD衍射图谱。2)将上述水热合成的雪硅钙石用于处理生活含磷废水，磷浓度为15mg/L，按照每升含磷废水中投加I. Og雪硅钙石，搅拌反应lh，出水废水中磷含量为0. 15 mg/L。实施例4I)将高炉炉渣破碎研磨至粒度为200目，按照质量百分计，高炉炉渣70%、生石灰20%、二氧化硅10%，控制CaO / Si02摩尔比为I. 2，将物料和水均匀混合倒入反应釜中，升温，保持反应温度220°C，反应时间8h。反应结束后冷却，过滤，得到白色固体物质，经洗涤，烘干后得到雪硅钙石。得到的雪硅钙石图谱见图4的XRD衍射图谱。 2)将上述水热合成的雪硅钙石用于处理生活含磷废水，磷浓度为15mg/L，按照每升含磷废水中投加2. Og雪硅钙石，搅拌反应lh，出水废水中磷含量为0. 05 mg/L。
权利要求
1.一种以高炉炉渣为原料合成雪硅钙石的制备方法，以高炉炉渣、生石灰和二氧化硅为原料，通过水热合成得到雪硅钙石，原料按质量百分比计，高炉炉渣50% 70%、生石灰10% 25%，二氧化硅10% 25%，其特征在于按以下步骤进行 a)将50% 70%经过研磨后粒度为100目 200目的高炉炉渣、10% 25%生石灰、10% 25% 二氧化硅，且控制CaO / SiO2的摩尔比为0. 8 I. 2，将物料和水均匀混合倒入反应爸中； b)反应釜升温，保持反应温度150°C 220°C，反应时间6h IOh； c)反应结束后冷却，过滤，得到白色固体物质，经洗涤，烘干后得到雪硅钙石。
2.如权利要求I所述的以高炉炉渣为原料合成雪硅钙石的制备方法，其特征在于所述的高炉炉渣为高炉炼铁的副产品，其中Ca0、Mg0、Si02和A1203为主要组成，占总量的95%以上。
3.如权利要求I或2所述的以高炉炉渣为原料合成雪硅钙石的制备方法，其特征在于所述的高炉炉渣中CaO / Si02的摩尔比为0. 9 I. 20。
全文摘要
本发明涉及一种以高炉炉渣为原料合成雪硅钙石的制备方法，以高炉炉渣、生石灰和二氧化硅为原料，通过水热合成得到雪硅钙石，原料按质量百分比计，高炉炉渣50%～70%、生石灰10%～25%，二氧化硅10%～25%，按以下步骤进行a)将50%～70%经过研磨后粒度为100目～200目的高炉炉渣、10%～25%生石灰、10%～25%二氧化硅，且控制CaO／SiO2的摩尔比为0.8～1.2，将物料和水均匀混合倒入反应釜中；b) 反应釜升温，保持反应温度150℃～220℃，反应时间6h～10h；c)反应结束后冷却，过滤，得到白色固体物质，经洗涤，烘干后得到雪硅钙石。本发明以高炉炼铁的副产品为主要原材料，水热反应合成雪硅钙石，能够有效的进行废物利用。制成的雪硅钙石用于含磷废水处理，具有良好除磷效果。
文档编号B09B3/00GK102745700SQ20121019593
公开日2012年10月24日 申请日期2012年6月14日 优先权日2012年6月14日
发明者刘裕, 沙淮丽, 王仁宗 申请人:湖北富邦科技股份有限公司