改性铁尾矿砂、制备及其应用.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CN109663563A(43)申请公布日2019.04.23(21)申请号201811501018.4C02F101/20(2006.01)(22)申请日2018.12.10(71)申请人河北省科学院生物研究所地址050081河北省石家庄市友谊南大街46号(72)发明人程辉彩方楠何强张丽萍吴健刘华娇刘媛媛崔冠慧刘洪伟张飞燕王雅娜习彦花(74)专利代理机构北京远大卓悦知识产权代理事务所(普通合伙)11369代理人汤小东(51)Int.Cl.B01J20/12(2006.01)B01J20/30(2006.01)C02F1/28(2006.01)权利要求书2页说明书11页附图4页(54)发明名称改性铁尾矿砂、制备及其应用(57)摘要本发明公开了一种改性铁尾矿砂，按重量份数计，由以下原料混合后改性而成：抗生素菌渣或沼渣2-5份和铁尾矿砂3-8份。改性铁尾矿砂吸附性能稳定，受pH值和温度的影响小；相较于未改性的铁尾矿砂大幅度提高对重金属离子和磷的吸附性能，还能将抗生素菌渣中的抗生素残留去除的同时变废为宝；本发明还提供了一种改性铁尾矿砂的制备，为获得性能优异，孔隙率高，且无抗生素残留的改性铁尾矿砂提供适宜的制备工艺；本发明还提供了一种改性铁尾矿砂的应用，通过造粒等程序，进一步使其适用于河道底泥污染治理，并进一步提升改性铁尾矿砂的去污效果。CN109663563ACN109663563A权利要求书1/2页1.一种改性铁尾矿砂，其特征在于，按重量份数计，由以下原料混合后改性而成：抗生素菌渣或沼渣2-5份和铁尾矿砂3-8份，其中，所述沼渣为抗生素菌渣厌氧发酵残留物经固液分离后获得的固体部分。2.一种如权利要求1所述的改性铁尾矿砂的制备，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、将烘干后的抗生素菌渣或者沼渣和铁尾矿砂分别过40-80目筛，备用；步骤二、按重量份数计，将过筛后的2-5份抗生素菌渣或沼渣与3-8份铁尾矿砂混合均匀制得混合物Ⅰ；步骤三、将所述混合物Ⅰ在厌氧条件下热解碳化，热解碳化过程中以8-10℃/min的速度升温至300-700℃，之后保温热解1-4h，制得热解碳化产物；以及步骤四、将热解碳化产物用水反复冲洗至其pH值呈中性，之后烘干、粉碎、过40-80目筛，制得中性的改性铁尾矿砂；其中，所述步骤一和所述步骤四中烘干的温度均为80-105℃。3.一种如权利要求1所述的改性铁尾矿砂在水处理中的应用。4.如权利要求3所述的改性铁尾矿砂在水处理中的应用，其中，所述改性铁尾矿砂用于吸附去除水中的重金属污染和磷污染。5.如权利要求3或4中任一项所述的改性铁尾矿砂在水处理中的应用，按重量份数计，将8-10份所述改性铁尾矿砂与1份壳聚糖混合均匀获得混合物Ⅱ，备用；将所述混合物Ⅱ压制成直径不大于6mm的多个颗粒和将所述混合物Ⅱ压制成高度小于15cm的多个椎体，且多个椎体的侧壁上分布有螺旋形凹陷纹路，将多个颗粒及所述椎体在温度为180-260℃烘干，备用；将网孔孔径小于10mm的网体制成多边形容纳体，多边形容纳体的对角线上穿设有分割线将多边形容纳体内分割成多个三角形容纳腔或多边形容纳腔，在多个三角形容纳腔或多边形容纳腔内填充多个颗粒；将多个椎体的圆形底面朝向多边形容纳体的下表面可旋转的设置，并且，多个椎体依次设置在多边形容纳体的多个角上；以及将固定有多个椎体的多边形容纳体两两间隔开铺设在水体底部，多个椎体的尖端部分插入水体底部的底泥内。6.如权利要求5所述的改性铁尾矿砂在水处理中的应用，其特征在于，将网孔孔径小于10mm的网体制成多个筒体，且在多个筒体内分别填充多个颗粒，将填充有颗粒的多个筒体的两端分别固定至任一个多边形容纳体的相邻两个椎体的圆形底面上，且多个筒体的部分弧形侧壁与所述多边形容纳体的上表面相接触并固定。7.如权利要求6所述的改性铁尾矿砂在水处理中的应用，其特征在于，其特征在于，多边形容纳体的最大边长为30cm，且1m2的水体底部至少铺设一个多边形容纳体；多个椎体中任一椎体的圆形底面的最大直径为5cm；多个筒体中任一筒体的横切面的最大直径为4cm。8.如权利要求6所述的改性铁尾矿砂在水处理中的应用，其特征在于，在多个椎体的任一个椎体的圆形底面上凸出设置有一顶尖体，且顶尖体设置在任一椎体的轴线上；在多个椎体的圆形底面上分别可旋转的扣设有多个帽体，任一帽体的开口直径小于其对应扣设的任一椎体的圆形底面的直径；对应顶尖体，在多个帽体内的圆形顶面上成型有2CN109663563A权利要求书2/2页一沉孔，顶尖体可旋转的深入沉孔中，且多边形容纳体的多个角以及多个筒体的两端分别固定在多个帽体的外侧壁上。9.如权利要求8所述的改性铁尾矿砂在水处理中的应用，其特征在于，所述帽体的高度不超过