一种利用酸洗铁泥制备铁碳微电解填料的方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN107840415A(43)申请公布日2018.03.27(21)申请号201610832859.8(22)申请日2016.09.20(71)申请人张家港格林台科环保设备有限公司地址215625江苏省苏州市张家港市锦丰镇科技创业园A01栋(72)发明人徐正超方峰闵学刚马聪骆凯翔杨炜沂钱红兵李琦黄卫平(74)专利代理机构沈阳优普达知识产权代理事务所(特殊普通合伙)21234代理人张志伟(51)Int.Cl.C02F1/461(2006.01)C02F11/00(2006.01)权利要求书1页说明书4页(54)发明名称一种利用酸洗铁泥制备铁碳微电解填料的方法(57)摘要本发明属于环保新材料技术领域，具体涉及一种利用酸洗铁泥制备铁碳微电解填料的方法。首先将中和含铁废酸或含铁废水得到铁泥中的水分含量控制在20～70wt％，加入质量分数为5～20％的碳源和质量分数为0～3％的粘结剂，混合均匀后，用球团机压成球团，进入烘干机脱除游离水和结晶水，然后进入惰性气氛煅烧炉或还原气氛炉进行煅烧脱氧，得到多孔的铁碳微电解填料。该方法可使原本作为固废的酸洗铁泥得到100％利用，且由于铁氧化合物与碳粉反应产生的一氧化碳和二氧化碳气体可以起到造孔的作用，得到的铁碳微电解填料孔隙丰富均匀、比表面积大，具有过水性好、活性高、废水处理效果好等优点，且节约资源、成本低，应用前景十分广阔。CN107840415ACN107840415A权利要求书1/1页1.一种利用酸洗铁泥制备铁碳微电解填料的方法，其特征在于，采用含铁废酸或含铁废水中和处理所产生的酸洗铁泥和碳源为主要原料，通过氧化还原反应制备多孔的铁碳微电解填料。2.按照权利要求1所述的利用酸洗铁泥制备铁碳微电解填料的方法，其特征在于，酸洗铁泥来源于以钢铁为主的金属制品行业，其主要成分为铁氧化合物和水，同时含有少量无机盐；按重量百分比计，铁氧化合物含量在20～80％，水含量在20～70％，无机盐含量不超过10％。3.按照权利要求2所述的利用酸洗铁泥制备铁碳微电解填料的方法，其特征在于，铁氧化合物为铁的氧化物或铁的氢氧化物，水为游离水或结晶水，无机盐为氯化钠、氯化钙或硫酸钠；按重量百分比计，铁氧化合物含量在30～70％，水含量在30～60％，无机盐含量不超过10％。4.按照权利要求1所述的利用酸洗铁泥制备铁碳微电解填料的方法，其特征在于，选用过量的碳粉或石墨粉作为还原铁氧化合物的碳源，碳源用量超过氧化还原反应化学计量比，碳粉或石墨粉的单个粒径为0.2～200μm，铁氧化合物的单个粒径为0.01～100μm；氧化还原反应剩余的碳粉直接嵌入填料中，作为铁碳原电池的正极材料；还原得到的位于填料中的单质铁，直接作为铁碳原电池的负极材料。5.按照权利要求4所述的利用酸洗铁泥制备铁碳微电解填料的方法，其特征在于，碳粉或石墨粉的单个粒径为10～50μm，铁氧化合物的单个粒径为0.1～20μm。6.按照权利要求1～5之一所述的利用酸洗铁泥制备铁碳微电解填料的方法，其特征在于，该方法的具体工艺步骤和工艺参数如下：(1)将固液分离后的酸洗铁泥进行水分均匀化，总含水量控制在20～70wt％；(2)利用混合设备将碳源与粘结剂和酸洗铁泥均匀混合，碳的质量分数控制在5～20％，粘结剂的质量分数控制在0～3％，粘结剂为粘土、凹凸棒粉、膨润土中的至少一种；(3)利用球团机将酸洗铁泥与碳源、粘结剂的均匀混合体压制成直径为5～60mm的球团或扁形球团，并进入烘干设备进行脱水处理，脱水温度为100～300℃，脱水时间为15～120min，以氢氧化物分解率达90％以上且碳源不发生明显氧化为宜；(4)将经过干燥和脱水的球团或扁形球团送入惰性气氛煅烧炉或还原性气氛炉，在700～1500℃下煅烧20～180min，然后在惰性气氛或还原性气氛中冷却至室温，得到所述的铁碳微电解填料。7.按照权利要求6所述的利用酸洗铁泥制备铁碳微电解填料的方法，其特征在于，步骤(1)中，总含水量控制在30～60wt％；步骤(2)中，碳的质量分数控制在10～15％，粘结剂的质量分数控制在1～2％；步骤(3)中，均匀混合体为直径10～40mm的球团或扁形球团，脱水温度为150～200℃，脱水时间为30～60min；步骤(4)中，惰性气氛为氮气或氩气气氛，还原性气氛为一氧化碳或氢气气氛，在800～1000℃下煅烧30～60min。8.按照权利要求1～4所述的利用酸洗铁泥制备铁碳微电解填料的方法，其特征在于，铁碳微电解填料的孔隙率不低于30％，比表面积3～50m2/g。2CN107840415A说明书1/4页一种利用酸洗铁泥制备铁碳微电解填料的方法技术领域[0001]本发明属于环保新材料技术领域，具体涉及一种利用