一种转炉石废料的处理方法与流程
本发明涉及一种转炉石废料的处理方法。
背景技术：
各种炼钢炉、高炉与焚化炉经过长时间焚烧后产生的炉石炉渣，其中有几项可能的污染：A.焚烧过程加入石灰、莹石、石英石等，致炉石、炉渣中含高比率强碱性物质，如氧化钙、氧化镁、氧化钾等。B.焚烧过程产生重金属污染。C.产生二恶英污染。
由于转炉石废料中含有大量强碱性物质，pH值很大，如果直接排放，将会直接造成环境污染，该现状亟待解决。
技术实现要素：
本发明旨在解决的技术问题在于克服转炉石废料的强碱性极强，如果直接排放会造成环境污染的缺陷，而提供了一种转炉石废料的处理方法。本发明所提供的处理方法避免了二次污染的产生，而且可以变废为宝，经济效益十分显著。
本发明是采用如下技术方案来解决上述技术问题的：
本发明提供了一种转炉石废料的处理方法，其包括如下步骤：将转炉石废料与活性水溶液A或活性水溶液B混合均匀，在密封条件下反应0.2-5小时，固液分离，即可；其中，所述的活性水溶液A的pH值为1-2，其由盐酸水溶液经电催化水设备制得；所述的活性水溶液B的pH值为5-7，其由碳酸水溶液经电催化水设备制得；所述的转炉石废料与活性水溶液A或活性水溶液B的质量之比为1：(0.5-10)。
本发明中，所述的转炉石废料具有本领域常规含义，其成分分析数据和虚比重、pH值如表1所示：
表1转炉石的成分表
本发明中，所述的转炉石废料与活性水溶液A或活性水溶液B的质量之比较佳地为1：(2-5)。
以下，对活性水溶液A作进一步介绍：
本发明中，所述的活性水溶液A的pH值较佳地为1.5。其中，所述的盐酸水溶液由盐酸溶液经稀释制得，所述的盐酸水溶液的浓度较佳地为0.1％-5％，更佳地为0.3％，所述百分比为质量百分比；所述的盐酸水溶液的pH值较佳地为4-7。其中，所述的盐酸水溶液在所述电催化水设备中的循环时间较佳地为3-30分钟，更佳地为20分钟。
其中，在制备所述活性水溶液A时，所述电催化水设备内发生如下电化学反应：
2HCl+H2O→4H++Cl-+ClO-+2e；
其原理在于：低浓度盐酸水溶液在电催化水设备下，发生以上电化学反应，产生了大量的H+使溶液的pH值大幅度降低。
当用活性水溶液A处理转炉石废料时，所述的转炉石废料与活性水溶液A所发生的反应包括CaO反应生成CaCl2和Ca(ClO)2，MgO反应生成MgCl2和Mg(ClO)2，K2O反应生成KCl和KClO等过程，具体的反应方程式例举如下：
CaO+H2O＝Ca(OH)2；
Ca(OH)2+2HCl＝CaCl2+H2O；
Ca(OH)2+2HClO＝Ca(ClO)2+2H2O；
Ca(ClO)2+2HCl＝CaCl2+2HClO；
Ca2++2ClO－+H2O+CO2＝CaCO3↓+2HClO或ClO－+H+＝HClO；
CaO+2HCl＝CaCl2+H2O；
以下，对活性水溶液B作进一步介绍：
本发明中，所述的碳酸水溶液由二氧化碳加水稀释制得，所述的碳酸水溶液的浓度较佳地为3％-30％，所述百分比为质量百分比；所述的碳酸水溶液的pH值较佳地为5-7。其中，所述的碳酸水溶液在所述电催化水设备中的循环时间较佳地为3-30分钟，更佳地为20分钟。
其中，在制备所述活性水溶液B时，所述电催化水设备内发生如下电化学反应：
H2CO3→H2O+CO2↑
当用活性水溶液B处理转炉石废料时，所述的转炉石废料与活性水溶液B所发生的反应包括：
CaO+H2O＝Ca(OH)2；
Ca(OH)2+CO2＝CaCO3↓+H2O；
MgO+H2O＝Mg(OH)2；
Mg(OH)2+2CO2＝Mg(HCO3)2。
反应产生的Mg(HCO3)2经后续的固液分离后，再进行曝晒去水后发生如下反应：
Mg(HCO3)2＝MgCO3+H2O+2CO2↑
本发明中，密封可以采用常规设有盖子的容器实现，其目的是减少溶液中的H+、OH-、Cl-、ClO-等离子未参与酸碱中和反应，便挥发到空气中的几率。
本发明中，所述的固液分离得到的固相的pH值较佳地为6-9，更佳地为7-8，得到的液相的pH值较佳地为5-7。
较佳地，将液相静置后排出，静置的目的是待溶液中的H+与OH-中和成水，次氯酸浓度降低至国家标准后外排。如果液相中的重金属超标，较佳地还将液相经过重金属吸附纤维吸附，待达标后再排放。如此一来，液相就可以保证无污染环境的问题，可以直接排污。
偏中性的固相物质则可以直接取出，由于其中不含重金属与二恶英，可以作为建材废料或铺路用的路基。
其中，所述的盐酸水溶液或所述的碳酸水溶液分别较佳地经一耐酸碱水泵泵入所述电催化水设备中。
下面，对本申请所述的电催化水设备作进一步描述：
所述的电催化水设备较佳地为苏州旺德科技有限公司生产的电催化水设备，例如中国实用新型专利CN202265444U的实施例1公开的“一种连续生成高氧化还原性水的反应器”、中国发明专利CN104722184A的实施例1公开的电磁水处理装置，或者采用如下结构的电催化水设备：
一种电催化水设备，包括一组由下至上平行叠置的N个电催化单元，该些电催化单元的首尾端通过连通水管依次连通，其中，N为大于或等于2的整数，其特点在于，各该电催化单元包括：
电解管道，形成有密闭空腔，该密闭空腔内设有相对设置的正极板和负极板，该正极板和负极板分别与该电解管道的侧壁相对设置且用于在该电解管道内施加一电场，该正极板和负极板分别与一电源的正极和负极电连接；
绝缘管道，位于该正极板与负极板之间，该绝缘管道内设有一低介电常数材料形成的填充层，该填充层内形成有可供水流通的空间，且该填充层与该绝缘管道的侧壁之间形成有与该空间相连通的间隙，该绝缘管道的侧壁上设有若干与该间隙相连通的通孔；
其中，第一个该电催化单元中电解管道的一端设置有一进水口，第N个该电催化单元中电解管道的端部的两个相对的侧壁上分别设置有一出水口，且两个该出水口分别位于靠近该正极板和负极板的位置处。
在本方案中，在电解管道内设置正极板和负极板，使得在正极板和负极板通电后，会在两个电极板之间产生强大的电场，使得附着在正极板和负极板上的金属氧化物触媒在电场中会感应成为半导体，该金属氧化物触媒能起到催化剂的作用，促进水分子与氧气生成氢离子和氢氧根离子，从而提高了电催化水中的氢氧自由基含量，使得中和重金属离子电荷的能力更强。
另外，在正极板和负极板之间设置有绝缘管道和低介电常数材料形成的填充层，能够避免正极板和负极板分别直接对绝缘管道放电，且位于正极板与绝缘管道之间的离子、以及为负极板与绝缘管道之间的离子均能穿过绝缘管道以及填充层到达对应的区域；且由于低介电常数材料的存在，能够增加阻抗，使得正极板和负极板之间形成的电场更加均匀，从而提高水中放电的均匀性，使得水分子的电解更加充分，降低电流节省能耗，提高电极片的寿命超过30％。
此外，采用本发明的电催化水设备的结构，当设备运行时，两高压电极通电放电，高压电流穿过低介电常数材料，使它们因极化产生电容式感应电场而放电，极大地增大放电的范围，提高放电产生的效果，能使得所产生的电催化水在分解有机、有毒物质，杀灭细菌，中和重金属离子电荷等方面均有大幅提升，并且产生的电催化水中的氢氧自由基含量高。
进一步地，靠近该正极板和负极板的位置处分别设有一出水口，则可以根据实际情况的需要选择酸性水和碱性水，使得该电催化水设备的应用场合更广。且在第一个该电催化单元中设置有一进水口，在第N个该电催化单元中设置有一出水口，使得水经过了N个电催化单元，从而使得水的电解更加充分，从而提高了酸性水的酸度和碱性水的碱度，从而提高了电催化水分解有机有毒物质、油污、杀死细菌的能力。
较佳地，第N个该电催化单元中该电解管道的一端设置有另一出水口，该另一出水口位于相对应的两个该出水口之间并与两个该出水口位于该电解管道的同一端，且该正极板、负极板分别与该另一出水口的轴线之间的距离相等。
在本方案中，第N个该电催化单元中设置有位于正极板和负极板之间的中间位置处的另一出水口，从而可以根据实际情况的需要选择中性水，进一步扩大了该电催化水设备的应用场合。
较佳地，该正极板和该电解管道中与该正极板相对设置的侧壁的内表面之间、该负极板和该电解管道中与该负极板相对设置的侧壁的内表面之间分别形成有一第一流道和第二流道，且该第一流道与第二流道的宽度相等。
在本方案中，第一流道与第二流道的宽度相等，使得正极板与负极板之间产生的强大的电场更加均匀，从而提高了水分子的电解效率。
较佳地，该正极板和负极板上分别均布设有若干贯穿孔。
在本方案中，贯穿孔的设置使得位于正极板与电解管道之间的水分子、以及位于负极板与电解管道之间的水分子分别能够穿过正极板、负极板到达正极板与负极板之间形成的强大电场内，从而使得电解管道内水分子的催化更加充分，进一步充分地提高了水分子的电解效果，使得电解管道内水分子的电解不存在死角。
较佳地，该正极板和负极板中远离该进水口的一端分别向外延伸有电极柱，两个该电极柱上分别开设有一连接孔，且两个该电极柱分别通过导线、该连接孔与该电源的正极、负极电连接。
在本方案中，该正极板和负极板通过电极柱与电源的正极、负极电连接，仅将导线焊接于电极柱的连接孔内便可实现正极板、负极板分别与电源的正极、负极的电连接，降低了生产成本，且电连接更加可靠。
较佳地，该电源为高压直流电源，该电源的电压为20V-18000V；或者，该电源为高压交流电源，该电源的电压为20V-23000V。
较佳地，各该电解管道包括：中空、两端为开口的壳体和两个端盖，两个该端盖分别通过一密封件密封连接于该壳体的两端并形成有该密闭空腔。
在本方案中，密封件的设置提高了该密闭空腔的密封性。
较佳地，该些通孔均匀分别于该绝缘管道的侧壁，且该些通孔形成一网状结构；
该绝缘管道位于该正极板与负极板之间的中间位置，且该绝缘管道的材质为UPVC、PVC、PP或聚四氟乙烯。
在本方案中，采用上述结构形式，可以保持因放电或电解产生的正离子正常地移往阳极，负离子正常地移往阴极；可以保持较大部分正离子保持靠近阳极，负离子保持靠近阴极。
较佳地，该填充层包括若干依次排列设置的填充物，该填充物的形状为球状、立方体状或椭球状，且该填充物的材质为低介电常数材料。
在本方案中，绝缘管道和填充层的设置使正极板与负极板间的放电透过低介电常数材料而达到均匀放电的目的；同时，无需使用阳离子交换膜或使用阴离子交换膜，即可将水中正离子较大比例地集中于阳极并使负离子较大比例地分离并集中于阴极附近，具有替代阳离子交换膜与阴离子交换膜的功能。
较佳地，该低介电常数材料为玻璃、氧化铝、陶瓷、刚玉瓷和金红石瓷中的一种或多种；该填充物的当量直径为6mm-7mm。
较佳地，各该填充物的外表面均包覆有一催化层。
在本方案中，填充物当作载体，在其表面涂布有催化层，该催化层在水中形成湿式氧化触媒，而此湿式氧化触媒位于正负电极所形成的高压电场之间，吸收电场能量形成湿式电触媒，具有提高氧化并破坏废气的能力，使原来困难分解破坏的废气变得容易处理。
较佳地，该催化层的材质为非均相贵金属催化系列材料，该非均相贵金属催化系列材料优选为Ru、Rh、Pt、Ir和Pd的金属氧化物中的一种或多种；或者，该催化层的材质为过渡金属氧化物催化系列材料，该过渡金属氧化物催化系列材料优选为Cu、Mn、Fe和Zn的金属氧化物中的一种或多种。
在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本发明各较佳实例。
本发明所用试剂和原料均市售可得。
本发明的积极进步效果在于：完全无二次污染产生；处理效果显著；处理迅速；成本低，处理一吨炉石、炉渣成本约为50-100元人民币。
附图说明
图1为本发明实施例1的电催化水设备的立体结构示意图。
图2为本发明实施例1的电催化水设备的分解结构示意图。
图3为本发明实施例1的电催化水设备的另一位置状态的立体结构示意图。
图4为本发明实施例1的电催化水设备中其中一个电催化单元的结构示意图。
图5为本发明实施例1的电催化水设备中其中一个电催化单元的内部结构示意图。
图6为图5中沿A-A的剖视图。
图7为图5中正极板的结构示意图。
图8为图5中绝缘管道的局部结构示意图。
图9为图5中填充层的结构示意图。
图10为图4中电解管道的分解结构示意图。
图11为本发明实施例2的电催化水设备的立体结构示意图。
图12为本发明实施例2的电催化水设备的另一位置状态的立体结构示意图。
图13为本发明实施例3中生产活性水溶液的反应器结构图。
图14为本发明实施例3中生产活性水溶液的反应器结构截面图。
图15为本发明实施例3中生产活性水溶液的带电控箱的连续生成高氧化还原性水的反应器外形图。
图16为本发明实施例4中生产活性水溶液的电磁水处理装置的部分结构示意图。
图17为本发明实施例4中生产活性水溶液的电磁水处理装置的流水管道内部结构示意图。
图1～12中附图标记说明：
电催化水设备：1
电催化单元：11
电催化单元：12
电解管道：13
密闭空腔：131 壳体：132 端盖：133
正极板：135 贯穿孔：1351
电极柱：1352 连接孔：1353 导线：1354
负极板：136 贯穿孔：1361 电极柱：1362
连接孔：1363 导线：1364 电源：137
绝缘管道：14 填充层：141 空间：1411
填充物：1412 间隙：142 通孔：143
空腔：144
连通水管：15
进水口：16
出水口：17
另一出水口：18
控制阀：19
电催化水设备：2
电催化单元：21
电催化单元：22
电催化单元：23
连通水管：24
进水口：25
出水口：26
另一出水口：27
具体实施方式
下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，按照常规方法和条件，或按照商品说明书选择。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
实施例1
实施例1中使用的转炉石废料的处理方法，包括如下步骤：将转炉石废料与活性水溶液A混合均匀，在密封条件下反应3小时，固液分离，即可；其中，所述的活性水溶液A的pH值为1.5，其由盐酸水溶液经电催化水设备制得；所述的转炉石废料与活性水溶液A的质量之比为1：5。
所述的活性水溶液A的制备过程中，所述的盐酸水溶液由盐酸溶液经稀释制得，所述的盐酸水溶液的浓度为0.3％，所述百分比为质量百分比；所述的盐酸水溶液的pH值为5；其中，所述的盐酸水溶液在所述电催化水设备中的循环时间为20分钟。
其中，在制备所述活性水溶液A时，所述电催化水设备内发生如下电化学反应：
2HCl+H2O→4H++Cl-+ClO-+2e；
当用活性水溶液A处理转炉石废料时，所述的转炉石废料与活性水溶液A所发生的反应包括CaO反应生成CaCl2和Ca(ClO)2，MgO反应生成MgCl2和Mg(ClO)2，K2O反应生成KCl和KClO等过程，具体的反应方程式例举如下：
CaO+H2O＝Ca(OH)2；
Ca(OH)2+2HCl＝CaCl2+H2O；
Ca(OH)2+2HClO＝Ca(ClO)2+2H2O；
Ca(ClO)2+2HCl＝CaCl2+2HClO；
Ca2++2ClO－+H2O+CO2＝CaCO3↓+2HClO或ClO－+H+＝HClO；
CaO+2HCl＝CaCl2+H2O；
所述的固液分离得到的固相的pH值为7-8，得到的液相的pH值为5-7。
将液相静置后排出，静置的目的是待溶液中的H+与OH-中和成水，次氯酸浓度降低至国家标准后外排。如果液相中的重金属超标，还将液相经过重金属吸附纤维吸附，待达标后再排放。如此一来，液相就可以保证无污染环境的问题，可以直接排污。
偏中性的固相物质则可以直接取出，由于其中不含重金属与二恶英，可以作为建材废料或铺路用的路基。
所述的盐酸水溶液经一耐酸碱水泵泵入所述电催化水设备中。
图1-3示出了实施例1使用的电催化水设备1的结构，该电催化水设备1包括一组由下至上平行叠置的N个电催化单元11、12，该些电催化单元11、12的首尾端通过连通水管15依次连通。其中，N为大于或等于2的整数，且N为偶数。在本实施例中，N为2。
其中，请根据图4-5所示，各该电催化单元11、12包括：电解管道13和绝缘管道14。该电解管道13内形成有一密闭空腔131。在实际的使用过程中，各电催化单元的密闭空腔通过连通水管相互连通，使得从进水口进来的水可依次流过各电催化单元，从而提高了水分子的催化效率，进而保证了水分子的充分电解。
如图10所示，各该电解管道13包括：中空、两端为开口的壳体132和两个端盖133，两个该端盖133分别通过一密封件(图中未示出)密封连接于该壳体132的两端并形成有该密闭空腔131。密封件的设置提高了该密闭空腔的密封性，避免密闭空腔内的水溢出。
其中，该密闭空腔131内设有相对设置的正极板135和负极板136，该正极板135和负极板136分别与该电解管道13的壳体132的两个侧壁相对设置且用于在该电解管道内施加一电场。同时，该正极板135和负极板136分别与一电源137的正极和负极电连接。
该正极板135和该电解管道13中与该正极板135相对设置的侧壁的内表面之间、该负极板136和该电解管道13中与该负极板136相对设置的侧壁的内表面之间分别形成有一第一流道和第二流道，且该第一流道与第二流道的宽度相等。第一流道与第二流道的宽度相等，使得正极板与负极板之间产生的强大的电场更加均匀，从而提高了水分子的电解效率。
如图5、7所示，该正极板135和负极板136上分别均布设有若干贯穿孔1351、1361。其中，贯穿孔的设置使得位于正极板与电解管道之间的水分子、以及位于负极板与电解管道之间的水分子分别能够穿过正极板、负极板到达正极板与负极板之间形成的强大电场内，从而使得电解管道内水分子的催化更加充分，进一步充分地提高了水分子的电解效果，使得电解管道内水分子的电解不存在死角。
请结合图5、7予以理解，该正极板135和负极板136中远离该进水口的一端分别向外延伸有电极柱1352、1362，两个该电极柱1352、1362上分别开设有一连接孔1353、1363，且两个该电极柱1352、1362分别通过导线1354、1364、该连接孔1353、1363与该电源137的正极、负极电连接。其中，电源137放置于第二个该电催化单元12的顶部。
在本实施例中，该正极板和负极板通过电极柱与电源的正极、负极电连接，仅将导线焊接于电极柱的连接孔内便可实现正极板、负极板分别与电源的正极、负极的电连接，降低了生产成本，且电连接更加可靠。
在本实施例中，该电源为高压直流电源，该电源的电压为20V-18000V，该电源的电压优选为50V-15000V。当然，根据实际情况的需要，该电源也可以为高压交流电源，该电源的电压为20V-23000V，该电源的电压优选为50V-20000V。
如图5-6所示，绝缘管道14位于该正极板135与负极板136之间，该绝缘管道14内设有一低介电常数材料形成的填充层141。该填充层内形成有可供水流通的空间1411，且该填充层141与该绝缘管道14的侧壁之间形成有与该空间相连通的间隙142，该绝缘管道的侧壁上设有若干与该间隙142相连通的通孔143。在实施例中，如图8所示，该绝缘管道内形成有空腔144，且该绝缘管道的两端为开口，同时，该绝缘管道的横截面形状为矩形。
其中，该些通孔143均匀分别于该绝缘管道14的侧壁，且该些通孔143形成一网状结构。该些通孔143的直径均优选为5mm-6mm。该绝缘管道14位于该正极板135与负极板136之间的中间位置，且该绝缘管道14的材质为绝缘高分子材料，优选为UPVC、PVC、PP或聚四氟乙烯。在使用时，这样可以保持因放电或电解产生的正离子正常地移往阳极(即正极板位置处)，负离子正常地移往阴极(即负极板位置处)；可以保持较大部分正离子保持靠近阳极，负离子保持靠近阴极。
另外，如图9所示，该填充层141包括若干依次排列设置的填充物1412，该填充物1412的形状为球状、立方体状或椭球状，且该填充物1412的材质为低介电常数材料。该低介电常数材料为玻璃、氧化铝、陶瓷、刚玉瓷和金红石瓷中的一种或多种。该填充物1412的当量直径为6mm-7mm。在实际的使用过程中，所述填充物的直径与所述通孔的直径相匹配，一般所述填充物的直径大于所述通孔的直径。
在使用中，采用上述结构形式的绝缘管道和填充层使正极板与负极板间的放电透过低介电常数材料而达到均匀放电的目的；同时，无需使用阳离子交换膜或使用阴离子交换膜，即可将水中正离子较大比例地集中于阳极并使负离子较大比例地分离并集中于阴极附近，具有替代阳离子交换膜与阴离子交换膜的功能。
此外，各该填充物的外表面均包覆有一催化层。其中，填充物当作载体，在其表面涂布有催化层，该催化层在水中形成湿式氧化触媒，而此湿式氧化触媒位于正负电极所形成的高压电场之间，吸收电场能量形成湿式电触媒，具有提高氧化并破坏废气的能力，使原来困难分解破坏的废气变得容易处理。
进一步地，该催化层的材质为非均相贵金属催化系列材料。其中，该非均相贵金属催化系列材料优选为Ru、Rh、Pt、Ir和Pd的金属氧化物中的一种或多种。当然，在实际的使用过程中，该催化层的材质也可以采用过渡金属氧化物催化系列材料。其中，该过渡金属氧化物催化系列材料优选为Cu、Mn、Fe和Zn的金属氧化物中的一种或多种。
请根据图1-3予以理解，第一个该电催化单元11中电解管道13的一端设置有一进水口16，第二个该电催化单元12中电解管道14中壳体的端部的两个相对的侧壁上分别设置有一出水口17，且两个该出水口17分别位于靠近该正极板和负极板的位置处。在本实施例中，进水口16设置于远离电极柱的一端。两个出水口17均与该进水口16位于该电催化水设备的同一端。
进一步地，第二个该电催化单元12中该电解管道14中靠近该出水口17位置处的其中一个端盖的一端设置有另一出水口18，该另一出水口18位于相对应的两个该出水口17之间并与两个该出水口17位于该电解管道14的同一端，且该正极板、负极板分别与该另一出水口的轴线之间的距离相等。在本实施例中，另一出水口也与该进水口位于该电催化水设备的同一端。
其中，两个该出水口、另一出水口处均设置有一控制阀19，通过该控制阀19可调节出水量。
使用时，将正极板通过第一导线与电源的正极电连接，将负极板通过第二导线与电源的负极电连接，该正极板与负极板之间相互放电并形成强大的电场。在电场的作用下，附着在正极板和负极板上的金属氧化物触媒在电场中会感应成为半导体，该金属氧化物触媒能起到催化剂的作用，促进水分子与氧气生成氢离子和氢氧根离子，与此同时，由于低介电常数材料的存在，极大地增大放电的范围，并使得正极板和负极板之间形成的电场更加均匀，使得水分子的电解更加充分，进而使得水分子中氢离子穿过绝缘管道和填充层向该正极板运动，最终在该正极板附近形成酸性水，相应地，氢氧根离子穿过绝缘管道和填充层向该负极板运动，在该负极板附近形成碱性水，同时，在该绝缘管道和填充层附近形成中性水。
本实施例的电催化水设备具有以下技术效果：
第一、在电解管道内设置正极板和负极板，使得在正极板和负极板通电后，会在两个电极板之间产生强大的电场，使得附着在正极板和负极板上的金属氧化物触媒在电场中会感应成为半导体，该金属氧化物触媒能起到催化剂的作用，促进水分子与氧气生成氢离子和氢氧根离子，从而提高了电催化水中的氢氧自由基含量，使得中和重金属离子电荷的能力更强。
第二、在正极板和负极板之间设置有绝缘管道和低介电常数材料形成的填充层，能够避免正极板和负极板分别直接对绝缘管道放电，且位于正极板与绝缘管道之间的离子、以及为负极板与绝缘管道之间的离子均能穿过绝缘管道以及填充层到达对应的区域；且由于低介电常数材料的存在，能够增加阻抗，使得正极板和负极板之间形成的电场更加均匀，从而提高水中放电的均匀性，使得水的电解更加充分，降低电流节省能耗，提高电极片的寿命超过30％。
第三、采用本发明的电催化水设备的结构，当设备运行时，两高压电极通电放电，高压电流穿过低介电常数材料，使它们因极化产生电容式感应电场而放电，极大地增大放电的范围，提高放电产生的效果，能使得所产生的电催化水在分解有机、有毒物质，杀灭细菌，中和重金属离子电荷等方面均有大幅提升，并且产生的电催化水中的氢氧自由基含量高。
第四、靠近该正极板和负极板的位置处分别设有一出水口，则可以根据实际情况的需要选择酸性水和碱性水，使得该电催化水设备的应用场合更广。且在第一个该电催化单元中设置有一进水口，在第N个该电催化单元中设置有一出水口，使得水经过了N个电催化单元，从而使得水的电解更加充分，从而提高了酸性水的酸度和碱性水的碱度，从而提高了电催化水分解有机有毒物质、油污、杀死细菌的能力。
第五、第N个该电催化单元中设置有位于正极板和负极板之间的中间位置处的另一出水口，从而可以根据实际情况的需要选择中性水，进一步扩大了该电催化水设备的应用场合。
实施例2
本实施例中，转炉石废料的处理方法包括如下步骤：将转炉石废料与活性水溶液B混合均匀，在密封条件下反应5小时，固液分离，即可；其中，所述的活性水溶液B的pH值为6，其由碳酸水溶液经电催化水设备制得；所述的转炉石废料与活性水溶液B的质量之比为1：10。
所述的活性水溶液B的制备过程中，所述的碳酸水溶液由二氧化碳加水稀释制得，所述的碳酸水溶液的浓度为15％，所述百分比为质量百分比；所述的碳酸水溶液的pH值为6；其中，所述的碳酸水溶液在所述电催化水设备中的循环时间为20分钟。
其中，在制备所述活性水溶液B时，所述电催化水设备内发生如下电化学反应：
H2CO3→H2O+CO2↑
当用活性水溶液B处理转炉石废料时，所述的转炉石废料与活性水溶液B所发生的反应包括：
CaO+H2O＝Ca(OH)2；
Ca(OH)2+CO2＝CaCO3↓+H2O；
MgO+H2O＝Mg(OH)2；
Mg(OH)2+2CO2＝Mg(HCO3)2。
反应产生的Mg(HCO3)2经后续的固液分离后，再进行曝晒去水后发生如下反应：
Mg(HCO3)2＝MgCO3+H2O+2CO2↑
本实施例的电催化水设备2与实施例1的电催化水设备1的结构具有较多相似之处，在此不做过多赘述，本实施例的电催化水设备与实施例1的不同之处在于，如图11-12所示，该电催化水设备2包括一组由下至上平行叠置的N个电催化单元21、22、23，该些电催化单元21、22、23的首尾端通过连通水管24依次连通。其中，N为大于或等于2的整数，且N为奇数。如图11所示，N为3。
其中，进水口25设置于第一个该电催化单元21中远离电极柱的一端，两个该出水口26和另一出水口27均设置于第三个该电催化单元23中靠近电极柱的一端。
另外，两个出水口26和另一出水口27均位于该电催化水设备2中远离该进水口25的一端。
在相同的实验条件下，对本实施例电催化水设备与传统的电催化水设备的水分子的电解效率、分解有机有毒物质、油污、杀死细菌等能力进行了以下测试，测试结果如表2所示。
表2本实施例电催化水设备与传统的电催化水设备对比
实施例3
本实施例提供的转炉石废料的处理方法，其步骤与实施例1基本相同，不同之处仅在于：反应时间为0.2小时，所述的活性水溶液A的pH值为1，所述的转炉石废料与活性水溶液A的质量之比为1：0.5。
本实施例中的电催化水设备为CN202265444U的实施例1公开的设备。如图13、图14和图15所示。本实施例连续生成高氧化还原性水的反应器由正电极7、负电极5、阳离子交换膜6、绝缘外壳8、电控箱9所组成。绝缘外壳8是一段横截面为长方形的箱体结构，由耐酸碱、耐高压的工程塑料制成，绝缘外壳8两侧留有进水口4和出水口1、2、3；管道上部盖板可拆卸，但使用时严格密封。将正电极7、负电极5置于外壳内侧长度方向相互平行等距离的位置，正电极7与负电极5分别距管道壁5㎜，正电极7与负电极5之间距离为50㎜，在正电极7与负电极5中间设置阳离子交换膜6，阳离子交换膜6分别与正电极7、负电极5平行等距离。
反应器运行时，先封闭出水口1、2、3，通过进水口4向反应器注满水；然后在正电极7与负电极5之间施加3000伏直流电压，一段时间后，出水口1、2、3放水，保持进水量和出水量平衡，控制进水流量，即可连续不断地获得高氧化还原性水。
实施例4
本实施例提供的转炉石废料的处理方法，其步骤与实施例1基本相同，不同之处仅在于：反应时间为5小时，所述的活性水溶液A的pH值为2，所述的转炉石废料与活性水溶液A的质量之比为1：10。
本实施例中的电催化水设备为中国发明专利CN104722184A的实施例1公开的电磁水处理装置，结合图16、17，说明本实施例的电磁水处理装置。所述的电磁水处理装置包括一阳离子交换膜15、一流水管道14、至少一正极板111和至少一负极板112，一磁性装置12；所述正极板111和所述负极板112设于所述流水管道上、施加一电场，用于电解所述流水管道中的溶液；所述阳离子交换膜15设于所述流水管道14内部、位于所述正极板和所述负极板之间且将所述流水管道14分为一第一流水通道142和一第二流水通道141；所述磁性装置12设于所述流水管道上，用于在流水管道内施加与所述电场垂直方向的一磁场，本实施例当中，磁性装置为多个磁片121，磁片产生的磁场强度为6000高斯。正极板、负极板上分布有若干放电针114。正极板和负极板通过电线113分别与电源的正极和负极连接。自来水通入电磁水处理装置的时候，通电进行电解。自来水中一般含有氯化钠，氯化镁等矿物质盐，根据电解水原理，在阳离子交换膜的作用下，正极板111附近会产生电解酸性水，并且含有大量的负氧离子(O2-,O3-)，具有很强的氧化性；负极板112附近会产生电解碱性水。并且在存在垂直于流水管道的磁场存在下，水在管道中流动，水中的正负离子切割磁场的情况下会受到洛伦兹力的影响会对正负离子向电极板的移动有加速效果。本实施例为例，根据图17所示，管道上部分的磁片121为N极磁片、管道下部分的磁片121为S极磁片，电解过程当中阳离子大量移动至负极板的同时，还会随着水流方向(水流方向在图17中以×表示)移动并且切割磁感线受到指向负极板方向的洛伦兹力的影响，加速阳离子移动。第一流水通道142和第二流水通道141合流出水得到电解中性水；第一流水通道142和第二流水通道141分别出水可同时得到电解酸性水和电解碱性水。
实际应用中，正负极板的设置以及磁片的N极和S极，以及水流的方向均可以根据实际情况进行调整配合，只要达到电解和磁场配合加速水中离子移动即可。
效果实施例1
经计算，利用本发明实施例1的处理方法处理1m3转炉石，需要1.2m3的电催化处理水量，0.3％的盐酸(pH约1.5)加水至pH6.5，即需要的盐酸的量是5.32Kg。
需要的水量是1.1吨。采用1t电催化水设备需连续运行1小时，1t电催化水设备功率为7.7KW，则处理1m3转炉石，所需的总电量为7.7KW。
即可以用少量的盐酸溶液经电催化水设备，用少量的水和电，即可治理转炉石的废弃物的碱性污染。
同时，对实施例2～4的处理方法进行经济效益计算，也能得到与上述结果相似的数据。这说明，本发明所提供的处理方法避免了二次污染的产生，而且可以变废为宝，经济效益十分显著。
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