钒钛钢渣基锌铁氧体催化剂的制备及处理印染废水的方法技术

本发明专利技术公开一种钒钛钢渣基锌铁氧体催化剂的制备及处理印染废水的方法。以工业固体废弃物钒钛钢渣为原料，经过破碎、筛分，酸洗、磁选等工艺后获得磁性钒钛钢渣，将磁性钒钛钢渣、硅酸钠、氧化锌三种材料按一定的质量比混合球磨，获得磁性钒钛锌铁氧体粉末，按一定的质量比添加磁性钒钛锌铁氧体粉末和双氧水处理印染废水，最后采用磁分离方法分离钒钛锌铁氧体粉末与处理后的印染废水，钒钛锌铁氧体粉末重复利用。本发明专利技术采用工业固体废弃物钒钛钢渣为原料制备锌铁氧体，对印染废水具有良好的处理效果，而且成本低廉，生产工艺简单，极大的降低了运行成本。

【技术实现步骤摘要】
钒钛钢渣基锌铁氧体催化剂的制备及处理印染废水的方法
本专利技术涉及一种固体废物资源化作吸附材料的制备方法，尤其涉及一种钒钛钢渣基锌铁氧体催化剂的制备及处理印染废水的方法。
技术介绍
钢渣是在炼钢过程中产生的一种工业废弃物，约占粗钢产量的15%~20%。钢渣的组成较为复杂，钢渣中主要含有废钢与铁水所含的Al、Si、Mn等氧化后所形成的氧化物，加入的石灰、萤石等造渣剂，用作冷却剂或氧化剂的氧化铁皮、烧结矿、铁矿石等，被侵蚀的炉材料和炉衬材料，合金的脱氧产物，熔渣的脱硫产物以及金属料中的泥沙等组分。钢渣的密度约为：1700-2000kg/cm3，热稳定性好，对pH值的适应性强。钢渣的主要化学成分是CaO、SiO2、Fe2O3、Al2O3、MnO、MgO、P2O5、自由基CaO即f-CaO。由于炼钢工艺、钢种等的不同，钢渣外形差异较大，颜色也会随碱度的变化而变化，碱度由低到高，钢渣分别呈灰色、褐灰色和灰白色。目前我国年产钢已达5亿吨，年产钢渣约8000万吨，还有堆存的钢渣3亿吨，我国钢铁渣堆置量约4亿吨，占地约2万亩。如果长期堆放，不仅占用宝贵的土地资源，而且还会污染环境。印染废水主要来源于印染加工过程。印染加工大致可分为预处理（烧毛、退浆、煮练、漂白及丝光）、染色、印花和整理等工序。其中，预处理阶段将会排出退浆废水、煮练废水、漂白废水及丝光废水，染色工序会排出染色废水，印花工序会排出印花废水及皂液废水，整理工序会排出整理废水，且各个工序的废水水质特征并不相同。总体看，印染废水具有排水量大、色度高、臭味大、COD含量高、成分复杂且多变的特点；此外，印染废水中还含多种生物毒性较大、并且难以降解的物质；不仅如此，印染废水中COD较BOD高得多，所以其可生化性也较差。据有关文献报道，印染废水色度有时可达4000倍以上，COD可达2000-3000mg/L，而近年来流行的碱减量和海岛丝工艺，又使废水中COD升高到几万mg/L因此，印染废水是被公认的难处理的有机工业废水之一。目前常用的印染废水脱色方法有吸附法、絮凝法、氧化法、电解法以及生化法等，其中吸附法是染料废水脱色的常规工艺，活性炭吸附极高的处理费用使其推广应用受到很大限制，目前寻找高效廉价的吸附材料成为各国学者广泛关注的热点。目前对钢渣利用新途径研究比较热门的是作吸附材料处理废水。但目前钢渣作吸附剂基本都是直接利用钢渣多孔，比表面积大，表面带负电荷的特性直接将钢渣用作吸附材料处理重金属离子废水。由于钢渣中含有铁、铅、汞、铬等重金属离子，如直接作吸附材料，如何防止钢渣中的重金属离子溶出，对所处理的废水带来二次污染，同时当吸附剂吸附达到饱和，钢渣就失去了吸附脱色的作用，需要通过高温等方法处理，使吸附于钢渣表面的染料分子降解，这样带来二次污染。因此，如何规模化、无二次污染，高附加值资源化利用钢渣利用面临的难题。
技术实现思路
本专利技术的基本思路是：钒钛钢渣中含有丰富的TiO2，V2O5，Fe2O3，Fe3O4这些物质有些具有光催化性能，有些具有磁性，有些能够与双氧水形成芬顿试剂具有强氧化性能，采用固相方法与添加的氧化锌进行球磨制备磁性钒钛锌铁氧体催化剂粉末，该催化剂粉末具有光催化性能、磁性以及芬顿氧化能力，然后采用多相光催化技术将此催化剂粉末协同双氧水处理印染废水，最后利用该铁氧体的磁性性能，采用磁选方法实现钒钛锌铁氧体催化剂粉末与处理后的印染废水分离，钒钛锌铁氧体催化剂粉末重复利用。本专利技术的目的在于提供一种钒钛钢渣基锌铁氧体催化剂的制备及处理印染废水的方法。为了实现上述任务，本专利技术采取如下的技术解决方案：钒钛钢渣基锌铁氧体催化剂的制备及处理印染废水的方法，其特征在于，以工业固体废弃物钒钛钢渣为原料，经过破碎、筛分，酸洗、磁选等工艺后获得磁性钒钛钢渣，将磁性钒钛钢渣、硅酸钠、氧化锌三种材料按一定的质量比混合球磨，获得磁性钒钛锌铁氧体催化剂粉末，按一定的质量比添加磁性钒钛锌铁氧体催化剂粉末和双氧水处理印染废水，最后采用磁分离方法分离钒钛锌铁氧体催化剂粉末与处理后的印染废水，钒钛锌铁氧体催化剂粉末重复利用。所述的以工业固体废弃物钒钛钢渣为原料，经过破碎、筛分，酸洗、磁选等工艺后获得磁性钒钛钢渣，将磁性钒钛钢渣、硅酸钠、氧化锌三种材料按一定的质量比混合球磨，获得磁性钒钛锌铁氧体催化剂粉末，其特征在于，制备磁性钒钛锌铁氧体催化剂粉末包括下列步骤：（1）利用破碎机将钒钛钢渣破碎，并筛分分级得到20-40目粒度的钒钛钢渣；（2）将得到的钒钛钢渣分别加入浓度为0.5-3.0mol/L的硫酸中，振荡1-1.5小时，过滤烘干，得到酸化后的钒钛钢渣；（3）将酸化后的钒钛钢渣通过磁感应强度10000-15000GS的磁选机分选，得到磁性钒钛钢渣；（4）将磁性钒钛钢渣、硅酸钠、氧化锌三种物料按质量比（20-30）：（1-2）：（0.5-1）混合球磨，筛分获得120-200目的磁性钒钛锌铁氧体催化剂粉末。所述的按一定的质量比添加磁性钒钛锌铁氧体催化剂粉末和双氧水处理印染废水，其特征在于，印染废水中磁性钒钛锌铁氧体粉末添加量为0.1-3g/L，废水pH值为2-6，紫外光照射0.25-1h，双氧水添加量为0.5-3mL/L。附图说明:图1为钒钛钢渣基锌铁氧体催化剂的制备流程图图2为钒钛钢渣基锌铁氧体催化剂光催化处理实际染料废水的效果。具体实施方式：实施例1取用四川攀枝花钒钛钢渣10kg，通过破碎机破碎，筛分成20目的钢渣，按照钢渣与硫酸重量比为1：0.03加入硫酸，振荡1.5小时，过滤，在60-80℃下烘干1小时，在采用磁强度为10000GS的磁选机磁选，得到磁性钒钛钢渣，将磁性钒钛钢渣、硅酸钠、氧化锌三种物料按质量比25：1：0.5混合球磨，筛分获得150目的磁性钒钛锌铁氧体催化剂粉末。实施例2将实施例1得到的磁性钒钛锌铁氧体催化剂粉末称取100g，同时添加0.5L双氧水到1m3四川双流某印染废水中，原水pH值为4.5，COD为3830.1mg/L，色度为黑色，经过15min光照，COD去除率为95.6％，脱色率为99.5％。印染废水处理前后对比试验结果见附图“钒钛钢渣基锌铁氧体催化剂光催化处理实际染料废水的效果”。本文档来自技高网...

【技术保护点】
钒钛钢渣基锌铁氧体催化剂的制备及处理印染废水的方法，其特征在于，以工业固体废弃物钒钛磁铁钢渣为原料，经过破碎、筛分，酸洗、磁选等工艺后获得磁性钒钛钢渣，将磁性钒钛钢渣、硅酸钠、氧化锌三种材料按一定的质量比混合球磨，获得磁性钒钛锌铁氧体催化剂粉末，按一定的质量比添加磁性钒钛锌铁氧体催化剂粉末和双氧水处理印染废水，最后采用磁分离方法分离钒钛锌铁氧体催化剂粉末与处理后的印染废水，钒钛锌铁氧体催化剂粉末重复利用。

【技术特征摘要】
1.一种钒钛钢渣基锌铁氧体催化剂的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：(1)利用破碎机将钒钛钢渣破碎，并筛分分级得到20-40目粒度的钒钛钢渣；(2)将得到的钒钛钢渣分别加入浓度为0.5-3.0mol/L的硫酸中，振荡1-1.5小时，过滤烘干，得到酸化后的钒钛钢渣；(3)将酸化后的钒钛钢渣通过磁感应强度10000-15000GS的磁选机分选，得到磁性钒钛钢渣；(4)将磁性钒钛钢渣、硅酸钠、氧化锌三种物料按质量比(20-30)：(1-2)：(0.5-1)混合球磨，筛分获得1...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘盛余，
申请(专利权)人：成都信息工程学院，
类型：发明
国别省市：四川;51