用油脂脱色废土和化工污泥焚烧灰渣制备填料的方法技术

本发明专利技术公开了一种用油脂脱色废土和化工污泥焚烧灰渣制备填料的方法。油脂脱色废土和化工污泥焚烧灰渣作为原料，粘土作为辅料，聚乙烯醇水溶液为粘结剂，按一定比例混合，搅拌、造粒、干燥、焙烧，制备出堆积密度小、孔隙发达、重金属浸出率小的填料。本发明专利技术较常规的化工污泥处理方式具有运行成本低、二次污染少、资源化程度高等优点。

Method for preparing fillers by using oil decolorization waste soil and chemical sludge incineration ash

The invention discloses a method for preparing fillers by using oil decolorization waste soil and chemical sludge incineration ash. Oil decolorization waste soil and chemical sludge incineration ash slag were used as raw materials, clay as auxiliary materials, polyvinyl alcohol aqueous solution as binder, mixed in a certain proportion, stirred, granulated, dried and roasted to prepare packing with small accumulation density, well-developed pores and low heavy metal leaching rate. Compared with conventional chemical sludge treatment method, the invention has the advantages of low operation cost, less secondary pollution and high degree of resource utilization.

【技术实现步骤摘要】
用油脂脱色废土和化工污泥焚烧灰渣制备填料的方法
：本专利技术属于固体废弃物处理及资源化领域，具体涉及一种化工污泥焚烧灰渣和油脂脱色废土制备填料的方法。
技术介绍
：凹凸棒石(又名坡缕石)由于无毒无害、具有优异吸附性能常用于油脂脱色，改善油脂色泽并提高其品质。凹凸棒石是一种层状含水铝镁硅酸盐矿物，其晶体多为针状纤维，因其具有较大的比表面积和类似分子筛的微孔结构，表现出很强的表面活性和吸附性能，是一种性能优异的天然纳米矿物材料。凹凸棒石已经在食用油、润滑油、航空煤油、汽油和柴油的脱色净化等方面得到广泛应用。但是，凹凸棒石黏土用于油脂脱色后失去了活性而成为废土，这种脱色废土既含有非水化磷脂、天然色素、脂肪酸和维生素等，又含有20％～30％左右的正常油脂。因此，如何再利用脱色废土是亟需解决的问题。化工生产在经济发展中做出贡献的同时，由于其自身技术、经济等方面的制约，也存在众多潜在的环境污染风险。由于化工企业多，每天产生数万吨的化工污泥，化工污泥含水率高(80％左右)、体积大、成分复杂，且含多种化工剩余、有害、难降解的有机物及重金属等，按照最新颁布的《国家危险废物名录》规定，属于危险固体废弃物。现行的化工污泥的处置方式主要是焚烧，而污泥焚烧产生的灰渣也是危险固废，须送危险废物填埋场安全填埋。因其处置费用较高，企业难以承受高额的填埋处置费用，许多污泥焚烧灰渣没有得到合理的处置，更没有得到合理的综合利用，造成资源的浪费，也已成为重要的环境风险源。污泥制备填料为化工污泥的安全处置提供了新的思路，但一般的污泥资源化工艺脱水污泥的添加量仅为30％左右，利废率低，且极少使用属于危废的化工剩余污泥为原料来制备填料。化工污泥中含有多种重金属，如不能很好地实现污泥中重金属的稳定化，填料在使用过程中其重金属易于溶出，进入生态环境，产生二次污染问题。因此，在化工污泥资源化过程中，若能提高污泥的利废率，在制备过程中对重金属实现良好的稳定化，同时提高填料的孔隙率，使其可用于工业废水的处理过程，将大幅提高工艺的推广应用价值。
技术实现思路
：本专利技术针对现行污泥资源化工艺存在的利废率低、难以有效稳定化重金属，制备后的孔隙不发达或制备成本高等缺陷，提供一种填料的制备方法。本专利技术的技术方案为：一种用油脂脱色废土和化工污泥焚烧灰渣制备填料的方法，其特征在于：1)油脂脱色废土在400～500℃经炭化处理1-3小时，研磨后过200目筛备用；化工污泥焚烧灰渣和辅料分别研磨，过200目筛备用；2)取上述备用的油脂脱色废土15～25质量份和化工污泥灰渣30～50质量份，以及粘土25～55质量份；先将三者混合后，加入粘结剂充分搅拌，搅拌均匀后造粒，制成生料球；所加粘结剂与三者混合料总质量之比为1:1.5～1:2；3)生料球先于温度为90～110℃条件下干燥2～4h；再加入马弗炉中，升温速率为15～20℃/min，升温至450～550℃，保温时间为30～40min；再以15～20℃/min的升温速率，升温至1050～1150℃，焙烧10～30min；焙烧后自然冷却至室温，制得填料。本专利技术的进一步设计在于：所述的油脂脱色废土为凹凸棒石油脂脱色废土。所述的粘土为高岭土或海泡石中的一种或两种的任意混合。所述的粘结剂为聚乙烯醇的水溶液，其质量百分比浓度为10～20％。上述方法制备的化工污泥焚烧灰渣基填料。本专利技术所述的化工污泥焚烧灰渣是干化的化工污泥经600℃焚烧而得到的。本专利技术以油脂脱色废土和化工污泥焚烧灰渣作为原料，粘土作为辅料，聚乙烯醇水溶液为粘结剂，按一定比例混合，搅拌、造粒、干燥、焙烧，制备出堆积密度小、孔隙发达、重金属浸出率小的填料。本专利技术较常规的化工污泥处理方式具有运行成本低、二次污染少、资源化程度高等优点。本专利技术相比现有技术具有如下有益效果：1)本专利技术综合利用化工污泥焚烧灰渣和油脂脱色废土，加入辅料和粘结剂，制得了可用于工业废水处理的化工污泥基填料，提高了资源化过程中的利废率。2)本专利技术制备的填料中，炭化后的油脂脱色废土对重金属离子具有很好的吸附性能，实现了重金属的有效稳定化。其中填料中凹凸棒石具有较大的比表面积和较强的离子交换性能，易于通过交换吸附与重金属离子有效结合；表面负载的活性炭增强了对重金属离子的吸附性能；凹凸棒石还具有较好的胶凝性，它可以增强固化体的强度，将重金属离子包埋在固化体中，以降低填料中重金属离子的迁移能力。3)本专利技术原料中包括炭化后的油脂脱色废土和聚乙烯醇水溶液，其中所含碳元素在高温下氧化分解，可起到造孔的作用，使制备的化工污泥基填料堆积密度小，孔隙发达，重金属浸出率小，可用于工业废水的处理。附图说明：图1为本专利技术实施例一所制备填料的光学显微镜照片。具体实施方式：下面结合具体实施实例对本专利技术的技术解决方案作进一步的说明，这些实施例不能理解为是对技术解决方案的限制。实施例1：本专利技术用油脂脱色废土和化工污泥灰渣制备填料的方法，该油脂脱色废土为凹凸棒石黏土用于油脂脱色后的废土，包括以下步骤：步骤一，准备原料油脂脱色废土、化工污泥焚烧灰渣和粘土。将油脂脱色废土在450℃焙烧2h进行炭化处理。炭化后的油脂脱色废土、化工污泥焚烧灰渣和粘土分别研磨成粒度均匀的粉状颗粒，研磨后过200目筛。步骤二，研磨过筛后的油脂脱色废土、化工污泥焚烧灰渣和粘土按质量比20：50：30混合，油脂脱色废土占混合物的20％，化工污泥焚烧灰渣占50％，粘土选用高岭土占30％，三种干料混合后，加入质量百分比浓度为15％的聚乙烯醇(规格：BP-17)作为粘结剂，粘结剂与混合后三种干料的总质量比为1:2。充分搅拌，搅拌均匀后造粒，制成生料球，生料球粒径为1cm。步骤三，生料球先于温度为100℃的烘箱内干燥3h；再放入马弗炉中，以18℃/min的升温速率，升温至500℃，保温时间为35min；再以18℃/min的升温速率，快速升温至1100℃温度，焙烧20min；焙烧后自然冷却至室温，制得填料。制得填料的堆积密度为752.6kg/m3，吸水率为8.68％。实施例1制备的填料做重金属浸出实验，其结果见表1。该重金属浸出实验的过程如下：将质量比为2∶1的浓硫酸(质量分数为98.3％)和浓硝酸(质量分数为68％)混合液加入到1L蒸馏水中，调pH值为3.2，配制成浸提剂。将填料研磨成粒度均匀的粉状颗粒，称取10g，置于250mL具塞锥形瓶中，加入上述浸提剂100mL。锥形瓶置于恒温振荡箱中，25℃下振荡24h。静置1h后，过滤，收集全部滤出液，即为浸出液，摇匀后供分析用。采用电感耦合等离子光谱仪(ICP)测定浸出液的重金属浓度，以确定填料的重金属浸出浓度。表1填料浸出实验结果CrPbCuZnNi浸出浓度(mg/L)0.68未浸出未浸出未浸出未浸出由表1填料的浸出实验可知：本专利技术用炭化后的油脂脱色废土作为重金属稳定剂，化工污泥焚烧灰渣作为原料，粘土作为辅料，聚乙烯醇水溶液作为粘结剂，制成填料，重金属得以有效稳定化，其浸出液中重金属浓度较低。从图1该填料的光学显微镜照片可以看出，填料的孔隙发达，孔的尺寸约100～500μm。对照：取本实例所用原料化工污泥焚烧灰渣做重金属浸出实验，其重金属浸出浓度见表2。该重金属浸出实验具体过程如下：将质量比为2∶1的浓硫酸(质量分数为98.3％)和浓本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用油脂脱色废土和化工污泥焚烧灰渣制备填料的方法，其特征在于：1）油脂脱色废土在400 ~ 500 ℃经炭化处理1‑3小时，研磨后过200目筛备用；化工污泥焚烧灰渣和辅料分别研磨，过200目筛备用；2）取上述备用的油脂脱色废土15 ~ 25 质量份和化工污泥灰渣30 ~ 50 质量份，以及粘土25 ~ 55质量份；先将三者混合后，加入粘结剂充分搅拌，搅拌均匀后造粒，制成生料球；所加粘结剂与三者混合料总质量之比为1:1.5 ~ 1:2；3）生料球先于温度为90 ~ 110 ℃条件下干燥2 ~ 4 h；再加入马弗炉中，升温速率为15 ~ 20 ℃/min，升温至450 ~ 550 ℃，保温时间为30 ~ 40 min；再以15 ~ 20 ℃/min的升温速率，升温至1050 ~ 1150 ℃，焙烧10 ~ 30 min；焙烧后自然冷却至室温，制得填料。

【技术特征摘要】
1.一种用油脂脱色废土和化工污泥焚烧灰渣制备填料的方法，其特征在于：1）油脂脱色废土在400~500℃经炭化处理1-3小时，研磨后过200目筛备用；化工污泥焚烧灰渣和辅料分别研磨，过200目筛备用；2）取上述备用的油脂脱色废土15~25质量份和化工污泥灰渣30~50质量份，以及粘土25~55质量份；先将三者混合后，加入粘结剂充分搅拌，搅拌均匀后造粒，制成生料球；所加粘结剂与三者混合料总质量之比为1:1.5~1:2；3）生料球先于温度为90~110℃条件下干燥2~4h；再加入马弗炉中，升温速率为15~20℃/min，升温至450~...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨家钰，缪菊红，饶伟锋，沈洁，黄琪琪，
申请(专利权)人：南京信息工程大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32