一种利用牛粪制备泡沫混凝土用泡沫液和多孔陶瓷的方法技术

本发明专利技术公开了一种利用牛粪制备泡沫混凝土用泡沫液和多孔陶瓷的方法。其涉及畜禽粪便综合利用和材料制备。包括如下步骤：（1）取新鲜牛粪，调整含水率，按比例加入硫酸溶液、硅藻土和纳米钛酸钙，混合均匀，加热反应，冷却，分离，得到液体A和固体A；（2）用碱调液体A的pH值，沉淀，分离，得到固体B和发泡液；（3）将固体A与固体B混合，加入粘结剂，球磨混合均匀，成型，烘干，煅烧，即可得到多孔陶瓷材料，可用作重金属吸附剂或生化法处理废水时的具备吸附重金属功能的生物载体。本发明专利技术工艺简单，稳定性好，处理和利用牛粪的同时，得到泡沫液和具有吸附重金属功能的多孔陶瓷材料，成本低，无二次污染，具有良好的经济效益和环境效益。

Foam liquid and porous ceramic method for preparing foamed concrete by using cow dung

The invention discloses a foam liquid and porous ceramic method for preparing foamed concrete by using cow dung. The utility model relates to the comprehensive utilization of livestock manure and the preparation of materials. Includes the following steps: (1) take fresh cow dung, adjusting water content, adding sulfuric acid solution, diatomite and nano calcium titanate, mixing, heating, cooling, reaction, separation, liquid and solid A A; (2) with alkali liquid A regulating pH value, precipitation, separation, the solid B and foaming liquid; (3) the A and B solid solid mixing, adding binder, mixing with milling, molding, drying, calcining to obtain porous ceramic material, can be used as a biological carrier has the function of adsorbing heavy metal heavy metal adsorbent or biochemical treatment of wastewater. The invention has the advantages of simple process, good stability, handling and use of cow dung and get the foam fluid and has the function of adsorbing heavy metal porous ceramic material, low cost, no two pollution, with good economic and environmental benefits.

【技术实现步骤摘要】
一种利用牛粪制备泡沫混凝土用泡沫液和多孔陶瓷的方法
本专利技术属于建筑材料领域，具体涉及一种利用牛粪制备泡沫混凝土用泡沫液和具有吸附重金属功能的多孔陶瓷类生物载体的方法。技术背景随着人们对牛肉、牛奶等牛产品需求量的增加，养牛业迅速发展，养殖场排放的牛粪给环境造成了很大的压力。牛是草食性动物，但是在现代的养牛产业中，为了提高肉奶的产量，牛的饲料里添加大量的高蛋白的、富含微量元素的营养成分，牛进食的饲料部分营养物质被消化吸收，残渣和一部分营养物以粪尿的形式排泄出来。牛粪中富含纤维素，木质素，蛋白质，各种氨基酸和一些胶体类物质，也含有大量的铜铁锌等重金属，有时还会含有抗生素等有害物质。传统的堆肥法，已经无法使牛粪无害化利用了。近些年，已有一些关于牛粪无害化利用方法的专利技术专利公开，如：发电（201110339298.5），造纸（200610016594.0），制作饲料（201410527786.2，95120635.4，200710034265.3）、裂解制气（200510095448.7）、制沼气（200810235526.2）和制作活性炭（201110071341.4，201110071341.4，200610152143.X）等。但是，这些技术由于成本高、应用性差或存在二次污染等问题，尚未广泛应用。专利技术人曾经利用牛粪制备钛酸盐水处理材料（201510134123.9,201510134200.0,201510133775.0），为牛粪的利用提供了新的途径，但是该方法利用牛粪的量依然有限，探讨一种新的无害化利用牛粪中宝贵的资源的途径，解决牛粪污染问题摆在我们面前。在建筑领域，为了保温节能、减重等需要，会大量的使用泡沫混凝土，目前的泡沫混凝土使用的泡沫液主要有表面活性剂类和蛋白质类，这些原料成本都很高。在现有的生物滤池填料中，陶粒滤料具有微孔丰富、比表面积高、挂膜性能好和截污能力强等优点，越来越受到业界的重视。目前，陶粒滤料主要包括黏土陶粒滤料、页岩陶粒滤料、粉煤灰陶粒滤料和污泥陶粒滤料等。这些陶粒滤料，与石英砂、火山岩、玻璃钢和聚苯乙烯等传统滤料比，合成成本有所降低，表面积、孔隙度和表面粗糙度有了很大的改善，但是依然不能满足水处理技术需求的发展，在水处理实践中需求表面积更大，孔隙度和表面粗糙度更大，挂膜性能更好，更廉价的滤料。另一方面，在实践中，很多时候废水中有机物和重金属同时存在，生化法虽然能很好地去除有机物，但是对重金属的处理能力有限，一般都要事先将重金属去除，目前的滤料均不具备吸附和去除重金属的功能。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种利用牛粪制备泡沫混凝土用泡沫液和具有吸附重金属功能的生物滤池用多孔陶瓷的方法，采用本专利技术方法处理和利用牛粪的同时，得到廉价的泡沫液和具有吸附功能多孔陶瓷滤料，成本低，具有良好的经济和社会效益。采用的技术方案是：一种利用牛粪制备泡沫混凝土用泡沫液和多孔陶瓷的方法。包括下述步骤：（1）取新鲜的牛粪，调整含水率80-95%，按照牛粪质量与硫酸溶液体积比为1Kg:0.5-2L的比例加入0.1-2mol/L的硫酸溶液，再加入牛粪质量5%-50%的硅藻土和牛粪质量0.1%-20%的纳米钛酸钙，混合均匀，加热保持微沸5-60min，冷却到室温，固液分离，得到液体A和固体A；（2）用氢氧化钙和氢氧化钠调液体A的pH值为5-7，静置沉淀，固液分离，得到固体B和发泡液；（3）将步骤一得到的固体A与步骤二得到的固体B混合，烘干，加入粘结剂，球磨混合均匀，加水润湿，成型，105℃烘干，煅烧，即可得到多孔陶瓷材料。上述步骤二中调液体A的pH值所用的氢氧化钙和氢氧化钠比例为1:0-1:1。上述步骤三中加入的粘结剂为粘土、高岭土中的一种或两种。上述骤三中粘结剂的加入量为固体A和固体B合计质量的10%-60%。上述步骤三中加入的粘结剂后球磨混合时间为0.5-8h。煅烧温度为950-1300℃。上述步骤三煅烧升温程序为：以3℃/min的升温速度升到300℃,并在此温度下保温30min。再以5℃/min的速度继续升温到900℃,并保温60min；再以2℃/min的速度继续升温到烧成温度，并在烧成温度下保温20min。本专利技术的优点：本专利技术无害化综合利用牛粪的同时，得到了廉价的建筑用混凝土泡沫液和具有吸附功能的多孔陶瓷滤料，其中发泡液可直接加入水泥、增强纤维和粉煤灰等材料制浆，再加双氧水发泡制备泡沫混凝土材料；多孔陶瓷滤料可以用作水处理生物滤池的滤料，也可以用于水族馆或鱼缸中。本专利技术成本低，工艺简单，无二次污染，具有良好的经济效益和环境效益。附图说明图1为方法工艺流程图。具体实施方式本专利技术实施例中所用纳米钛酸钙粉体均为本实验室按文献（张东,侯平.纳米钛酸钙粉体的制备及其对水中铅和镉的吸附行为[J].化学学报,2009,(12):1336-1342）方法合成。实施例1一种利用牛粪制备泡沫混凝土用泡沫液和多孔陶瓷的方法，是取新鲜的含水率为84%的牛粪，称取2Kg，加入0.5mol/L的硫酸溶液2L，搅拌均匀，再加入硅藻土400g和纳米钛酸钙40g，搅拌混合均匀，加热保持微沸20min，冷却到室温，抽滤，得到液体A和固体A；用氢氧化钙和氢氧化钠摩尔比例为1:0.5的混合粉体调液体A的pH值为6，静置沉淀12h，抽滤，得到固体B和泡沫混凝土用泡沫液1；将固体A和固体B混合，105℃烘干后，得到690g混合固体样品，加入170g的高岭土，球磨混合6h，加水润湿，揉捏成直径约为10mm的小球，105℃烘干，以3℃/min的升温速度升到300℃,并在此温度下保温30min。再以5℃/min的速度继续升温到900℃,并保温60min；再以2℃/min的速度继续升温到烧成温度1050℃煅烧20min，炉内冷却到室温得到多孔陶瓷1。实施例2一种利用牛粪制备泡沫混凝土用泡沫液和多孔陶瓷的方法，是取新鲜的含水率为81%的牛粪，称取2Kg，加入0.1mol/L的硫酸溶液4L，搅拌均匀，再加入硅藻土1000g和纳米钛酸钙400g，搅拌混合均匀，加热保持微沸60min，冷却到室温，抽滤，得到液体A和固体A；用氢氧化钙和氢氧化钠摩尔比例为1:1的混合粉体调液体A的pH值为6，静置沉淀14h，抽滤，得到固体B和泡沫混凝土用泡沫液2；将固体A和固体B混合，105℃烘干后，得到1700g混合固体样品，加入600g的高岭土，球磨混合8h，加水润湿，揉捏成直径约为10mm的小球，105℃烘干后，以3℃/min的升温速度升到300℃,并在此温度下保温30min。再以5℃/min的速度继续升温到900℃,并保温60min；再以2℃/min的速度继续升温到烧成温度1250℃煅烧20min，炉内冷却到室温得到多孔陶瓷2。实施例3一种利用牛粪制备泡沫混凝土用泡沫液和多孔陶瓷的方法，是取新鲜牛粪调整含水率为91%，称取2Kg，加入1mol/L的硫酸溶液1L，搅拌均匀，再加入硅藻土200g和纳米钛酸钙2g，搅拌混合均匀，加热保持微沸30min，冷却到室温，抽滤，得到液体A和固体A；用氢氧化钙和氢氧化钠摩尔比例为1:0.1的混合粉体调液体A的pH值为6，，静置沉淀13h，抽滤，得到固体B和泡沫混凝土用泡沫液3；将固体A和固体B混合，105℃烘干后，得到本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用牛粪制备泡沫混凝土用泡沫液和多孔陶瓷的方法，其特征在于该方法包括如下步骤：（1）取新鲜的牛粪，调整含水率80‑95%，按照牛粪质量与硫酸溶液体积比为1Kg:0.5‑2L的比例加入0.1‑2mol/L的硫酸溶液，再加入牛粪质量5%‑50%的硅藻土和牛粪质量的0.1%‑20%的纳米钛酸钙，混合均匀，加热保持微沸、15‑60min，冷却到室温，固液分离，得到液体A和固体A；（2）用氢氧化钙和氢氧化钠调液体A的pH值为5‑7，静置沉淀，固液分离，得到固体B和发泡液；（3）将步骤一得到的固体A与步骤二得到的固体B混合，烘干，加入固体A和固体B合计质量10‑60%的粘结剂，球磨混合均匀，加水润湿，成型，105℃烘干，950‑1300℃温度下煅烧，即可得到多孔陶瓷材料。

【技术特征摘要】
1.一种利用牛粪制备泡沫混凝土用泡沫液和多孔陶瓷的方法，其特征在于该方法包括如下步骤：（1）取新鲜的牛粪，调整含水率80-95%，按照牛粪质量与硫酸溶液体积比为1Kg:0.5-2L的比例加入0.1-2mol/L的硫酸溶液，再加入牛粪质量5%-50%的硅藻土和牛粪质量的0.1%-20%的纳米钛酸钙，混合均匀，加热保持微沸、15-60min，冷却到室温，固液分离，得到液体A和固体A；（2）用氢氧化钙和氢氧化钠调液体A的pH值为5-7，静置沉淀，固液分离，得到固体B和发泡液；（3）将步骤一得到的固体A与步骤二得到的固体B混合，烘干，加入固体A和固体B合计质量10-60%的粘结剂，球磨混合均匀，加水润湿，成型，105℃烘干，950-1300℃温度下煅烧，即可得到多孔陶瓷材料。2.根据权利要求1所述的一种...

【专利技术属性】
技术研发人员：张东，江俊南，刘芳，王彪，
申请(专利权)人：沈阳理工大学，
类型：发明
国别省市：辽宁,21