基于含油废渣资源化的纳微多孔陶瓷及其制备方法与应用技术

基于含油废渣资源化的纳微多孔陶瓷及其制备方法与应用，属于废弃物资源化和环境保护与治理领域。所述纳微多孔陶瓷是：以含油废渣、磁性颗粒组分为基础原料，通过热等离子瞬态高温烧结工艺制备磁性纳微多孔颗粒，再以磁性纳微多孔颗粒为主要组分，利用浆料法制备陶瓷生坯，最终经高温烧结制得。本发明专利技术同时实现以废治废、废弃物综合资源化治理的目的，不仅可有效缓解我国含油废渣长期堆放所带来的环境压力和生态污染，还可以将含油废渣开发为高附加值的废水净化治理产品，实现真正的变废为宝。实现真正的变废为宝。实现真正的变废为宝。

【技术实现步骤摘要】
基于含油废渣资源化的纳微多孔陶瓷及其制备方法与应用


[0001]本专利技术属于陶瓷
，涉及一种纳微多孔多孔陶瓷制备方法与应用，尤其涉及一种基于含油废渣资源化的纳微多孔陶瓷制备方法与应用。

技术介绍

[0002]石油开采中产生大量的含油废渣。据统计，现阶段我国含油废渣产量高达40万吨/年，并呈现出产生速度快、产量大的特点，已成为一种严重危害生态环境和人类健康的污染物。含油废渣已被列入《国家危险废物目录》中的含油废物类，《国家清洁生产促进法》要求必须对含油废渣进行无害化处理。但是含油废渣成分复杂，主要包含固体矿物、水、石油、聚合物和无机盐等组分，其中石油组分占比约3~15%、固体矿物占比达80%以上，其以石英、高岭石、云母、刚玉、白云石、硫铁矿等为主要组分。含油废渣无害化处理技术包括固化填埋、热解析、化学热洗、焚烧及生物处理等多种方式，目前广泛采用固化填埋和焚烧处理方法；含油废渣资源化主要用于建材填料制作、油田深部调驱增产等。能够同时兼顾无害化处理与资源化再利用、且具有经济竞争力的处理技术仍然匮乏。
[0003]关于含油废渣无害化与资源化的处理技术已有一些文献报道。例如，严春杰教授等对含油废渣进行了基础研究，并以含油废渣为主要原料进行了低密度石油支撑剂的制备及性能分析，探索了一种资源化利用的新途径，但该技术在制备过程中将含油废渣中的原油等有机质成分全部除去，这种方法造成了大量有用油相组分无效浪费。
[0004]CN201610172350.5 公开了一种微生物处理含油废渣的方法，其特征在于利用预制的微生物反应床，该反应床结合了微生物修复技术中的土耕法、堆肥法、预制床法和生物反应器法的优点。该方法能够提高微生物活性、降解效率，缩短降解时间，更加讯速地降解废渣中的含油污染物，该方法解决了现有微生物技术处理含油废渣中的微生物适应性较差、微生物活性低、处理效率低、处理效果不彻底等问题。然而该方法，未能有效利用含油废渣中的油相组分，而且受温度、湿度影响大，规模化应用难度大。
[0005]CN201710223019.6公开了一种含油废渣回收方法，其特征在于利用辛醇和含油废渣配置搅拌混合液体，然后投入反应釜中搅拌，使得辛醇溶解废渣中的油相，然后过滤废渣固相干燥、混合溶液脱醇处理。本专利技术能回收废渣中的油相，可以实现原油的再利用。
[0006]CN201822112060.9 公开了一种含油含水废渣的无害化处理系统，其特征在于该无害化处理系统包括废渣进料单元和焦化装置，所述废渣进料单元的出料口与焦化装置的底部进料口和顶部进料口均连通，其利用了焦化装置在大吹汽阶段的大量富余热量，对含油废渣进行处理，通过在焦化装置的顶部和底部设置喷淋装置，将废渣喷入，大幅提高了焦化装置的废渣处理量，同时，增设的顶部喷淋装置起到了洗涤的效果，防止在废渣处理时，蒸汽将固体废渣带入油气管线和接触冷却塔的风险。该方法仅实现了含油含水废渣的无害化，无法实现有用组分的资源化。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的之一是提供基于含油废渣资源化的纳微多孔陶瓷，所述纳微多孔陶瓷是：以含油废渣、磁性颗粒组分为基础原料，通过热等离子瞬态高温烧结工艺制备磁性纳微多孔颗粒，再以磁性纳微多孔颗粒为主要组分，利用浆料法制备陶瓷生坯，最终经高温烧结制得。
[0008]进一步地，所述纳微多孔陶瓷内部具有多孔结构，其孔径尺度为0.1~20.0μm。
[0009]进一步地，所述纳微多孔陶瓷内部的磁性颗粒，与含油废水中的表面活性剂极性端之间具有缔合作用，能够显著提升废水中乳状液滴的破乳效果。
[0010]进一步地，述纳微多孔陶瓷承压强度大于10Mpa，机械强度高，不易破损。
[0011]本专利技术的目的之二是提供上述纳微多孔陶瓷的制备方法，包括以下步骤：（1）将含油废渣、铝矾土和造孔剂混合，烘干后粉碎，得到混合料；（2）将步骤（1）得到的混合料分散至亚铁盐溶液中，浸泡，使混合料充分吸附亚铁离子，然后过滤，将滤饼烘干得到烧结前驱体；（3）将步骤（2）得到的烧结前驱体采用热等离子瞬态高温烧结，得到磁性纳微多孔颗粒；（4）将步骤（4）得到的磁性纳微多孔颗粒与氢氧化钙、硅酸钠分散在水中配制成浆料，把浆料放入离心模具离心获得初步成型后的陶瓷生坯，将陶瓷生坯烘干；（5）将烘干后的陶瓷生坯在高温炉中烧结，制得纳微多孔陶瓷。
[0012]本专利技术以含油废渣作为原材料制备磁性纳微多孔陶瓷，充分利用了含油废渣中的油相组分辅以其他添加物实现造孔，利用磁性颗粒对含油废渣改性，通过热等离子瞬态高温烧结工艺制备磁性纳微多孔颗粒，进而以上述磁性纳微多孔颗粒为主要原料，利用浆料法制备陶瓷生坯，通过高温烧结制得磁性纳微多孔陶瓷。
[0013]进一步地，步骤（1）中的造孔剂为硫酸铵、氯化铵、硝酸铵中的一种或几种，粉碎后的混合料在500目以下；混合料的组成为：以重量计，含油废渣30%～40%、铝矾土55%～68%、造孔剂2%～5%。
[0014]进一步地，步骤（2）中所述亚铁盐为硫酸亚铁、葡萄糖酸亚铁、硝酸亚铁、氯化亚铁的一种或几种，亚铁盐溶液质量浓度为2%～20%；混合料与亚铁盐溶液的重量比例为：粉体20%～50%、磁性亚铁溶液50%～80%。
[0015]进一步地，步骤（3）中烧结温度800℃～2200℃，烧结时长5s～120s。
[0016]进一步地，步骤（4）中浆料的成分为：以重量计，磁性纳微多孔颗粒15%～35%、氢氧化钙3%～12%、硅酸钠3%～10%、水43%～79%。
[0017]进一步地，步骤（5）中烧结温度为1000℃～1400℃，烧结时间为2h～24h。
[0018]本专利技术的目的之三是提供上述纳微多孔陶瓷的应用，用于油田、厂矿或日化行业含油废水净化处理，纳微多孔陶瓷作为吸附载体用于含油废水的净化处理，具有优异的破乳和吸附效果，能够使废水达到国家环保处理标准。
[0019]本专利技术的最大优势在于同时实现以废治废、废弃物综合资源化治理的目的。本专利技术不仅可有效缓解我国含油废渣长期堆放所带来的环境压力和生态污染，还可以将含油废渣开发为高附加值的废水净化治理产品，实现真正的变废为宝，将含油废渣无害化处理和资源化利用开辟一个高端利用的新方向。
[0020]本专利技术的有益技术效果如下：1、本专利技术使用固体废弃物含油废渣作为原材料制备磁性多孔陶瓷，减少了高品质铝矾土等矿物的使用数量，而且有效利用了含油废渣的化学成分，实现了危险固废的资源化利用。
[0021]2、本专利技术制备的磁性改性多孔陶瓷，其内部具有多孔结构、孔径尺度为0.1~20.0μm，其内部的磁性颗粒可与含油废水中的表面活性剂极性端之间通过缔合作用显著提升废水中乳状液滴的破乳效果，兼具了无机陶瓷过滤处理浮油和分散油效果出众和磁性颗粒过滤乳化油效果优异的优点，油田废水处理后COD去除率均高于95%、浊度去除率高于97%。处理过程无须使用化学药剂，处理后几乎达到完全去除效果，符合国家排放标准。本专利技术较目前含油废水处理用多孔陶瓷，不仅简化了含油废水处理工艺流本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于含油废渣资源化的纳微多孔陶瓷，其特征在于，所述纳微多孔陶瓷是：以含油废渣、磁性颗粒组分为基础原料，通过热等离子瞬态高温烧结工艺制备磁性纳微多孔颗粒，再以磁性纳微多孔颗粒为主要组分，利用浆料法制备陶瓷生坯，最终经高温烧结制得。2.根据权利要求1所述的基于含油废渣资源化的纳微多孔陶瓷，其特征在于，所述纳微多孔陶瓷内部具有多孔结构，其孔径尺度为0.1~20.0μm。3.根据权利要求1所述的基于含油废渣资源化的纳微多孔陶瓷，其特征在于，所述纳微多孔陶瓷内部的磁性颗粒，与含油废水中的表面活性剂极性端之间具有缔合作用，能够显著提升废水中乳状液滴的破乳效果。4.根据权利要求1所述的基于含油废渣资源化的纳微多孔陶瓷，其特征在于，所述纳微多孔陶瓷承压强度大于10Mpa。5.根据权利要求1
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4任一项所述的基于含油废渣资源化的纳微多孔陶瓷的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）将含油废渣、铝矾土和造孔剂混合，烘干后粉碎，得到混合料；（2）将步骤（1）得到的混合料分散至亚铁盐溶液中，浸泡，使混合料充分吸附亚铁离子，然后过滤，将滤饼烘干得到烧结前驱体；（3）将步骤（2）得到的烧结前驱体采用热等离子瞬态高温烧结，得到磁性纳微多孔颗粒；（4）将步骤（4）得到的磁性纳微多孔颗粒与氢氧化钙、硅酸钠分散在水中配制成浆料，把浆料放入离心模具离心获得初步成型后的陶瓷生坯，将陶瓷生坯烘干；（5）将烘干后的陶瓷生坯在...

【专利技术属性】
技术研发人员：范俊梅，张莉英，李冬至，
申请(专利权)人：北华航天工业学院，
类型：发明
国别省市：