一种污染物纳米阻控材料及其制备方法技术

本发明专利技术属于垃圾焚烧飞灰处理以及资源化利用技术领域，涉及一种污染物纳米阻控材料及其制备方法。所述材料包含如下原料组分：垃圾焚烧飞灰、阻控剂、阻控液、金属基磁性纳米材料；所述方法包括如下步骤：1)将垃圾焚烧飞灰、阻控液、阻控剂以及催化剂混合，加入高压釜中进行水热反应；2)水热反应结束后，对高压釜采取分步急速泄压的方式泄压至常压，将反应产物进行固液分离，所得固相物即为所述污染物纳米阻控材料。本发明专利技术采用金属基磁性纳米材料：Pd合金磁性纳米材料作为水热反应的催化剂，对重金属离子改性，使其更容易发生离子交换作用，增强了阻控重金属向外部迁移的能力，在微观纳米尺度上提升了合成产物对垃圾焚烧飞灰中重金属的阻控能力。金属的阻控能力。金属的阻控能力。

【技术实现步骤摘要】
一种污染物纳米阻控材料及其制备方法


[0001]本专利技术属于垃圾焚烧飞灰处理以及资源化利用
，涉及一种污染物纳米阻控材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]生活垃圾焚烧后将在烟气净化系统中产生垃圾焚烧飞灰，由于富集重金属等大量有毒有害物质，被国家列为危险废物(类别HW18)。目前对于垃圾焚烧飞灰的主要处理技术有：固化技术、化学药剂稳定技术、热处理技术等。固化技术中，水泥固化技术是最常用的飞灰固化技术之一，处理成本低，对飞灰中的重金属有良好的稳定效果，但在处理后固化体增容比大、固化体易受酸性介质侵蚀而重金属再次浸出；化学药剂稳定技术如螯合处置技术，在短期内重金属稳定效果较好，但制备的固化体长期性耐久性较差，成本也较高；而热处理技术中，水热法因反应周期短，固化效率高，成本较低成为众多研究的热点。
[0003]目前，水热法越来越多应用于飞灰的固化稳定化上，但大多停留在水热配方和制备过程的改进，通过水热法在微观纳米尺度上优化产品性能的技术还不多，特别是从对重金属离子改性、纳米晶粒的大小与微观结构调整等方面研究还鲜见报道。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种污染物纳米阻控材料及其制备方法。
[0005]一方面，本专利技术提供了一种污染物纳米阻控材料，所述材料包含如下原料组分：垃圾焚烧飞灰、阻控剂、阻控液、金属基磁性纳米材料。
[0006]在一些实施方案中，所述材料包含如下重量比的原料组分：垃圾焚烧飞灰、阻控剂、阻控液、金属基磁性纳米材料的重量比为1
‑
10：1
‑
10：20
‑
150：0.1
‑
2。
[0007]在一些实施方案中，所述材料包含如下重量比的原料组分：垃圾焚烧飞灰、阻控剂、阻控液、金属基磁性纳米材料的重量比为3
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6：4
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7：50
‑
100：0.15
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0.4。
[0008]在一些实施方案中，所述材料包含如下重量比的原料组分：垃圾焚烧飞灰、阻控剂、阻控液、金属基磁性纳米材料的重量比为3
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6：4
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7：50
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100：0.15
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0.4；优选地，所述材料包含如下重量比的原料组分：垃圾焚烧飞灰、阻控剂、阻控液、金属基磁性纳米材料的重量比为3：7：50：0.18；优选地，所述材料包含如下重量比的原料组分：垃圾焚烧飞灰、阻控剂、阻控液、金属基磁性纳米材料的重量比为4：6：75：0.26；优选地，所述材料包含如下重量比的原料组分：垃圾焚烧飞灰、阻控剂、阻控液、金属基磁性纳米材料的重量比为6：4：100：0.33。
[0009]在一些实施方案中，所述材料包括如下重量份数的原料组分：垃圾焚烧飞灰1
‑
10份、阻控剂1
‑
10份、阻控液20
‑
150份、金属基磁性纳米材料0.1
‑
2份。
[0010]在一些实施方案中，所述材料包括如下重量份数的原料组分：垃圾焚烧飞灰3
‑
6份、阻控剂4
‑
7份、阻控液50
‑
100份、金属基磁性纳米材料0.15
‑
0.4份。
[0011]在一些实施方案中，所述材料包括如下重量份数的原料组分：垃圾焚烧飞灰3份、
阻控剂7份、阻控液50份、金属基磁性纳米材料0.18份；优选地，所述材料包括如下重量份数的原料组分：垃圾焚烧飞灰4份、阻控剂6份、阻控液75份、金属基磁性纳米材料0.26份；优选地，所述材料包括如下重量份数的原料组分：垃圾焚烧飞灰6份、阻控剂4份、阻控液100份、金属基磁性纳米材料0.33份。
[0012]在一些实施方案中，所述垃圾焚烧飞灰包括：市政生活垃圾焚烧处置过程中烟气净化系统的捕集物和烟道及烟囱底部沉降的底灰。
[0013]在一些实施方案中，所述垃圾焚烧飞灰为将干燥后的垃圾焚烧飞灰进行研磨预处理后得到，所述垃圾焚烧飞灰的细度为300
‑
400目。
[0014]在一些实施方案中，所述阻控剂的细度为300
‑
400目。
[0015]在一些实施方案中，所述阻控剂包括：偏高岭土、炉渣、矿渣、碱渣、粉煤灰、赤泥、硅灰、煤矸石中的一种或多种。
[0016]在一些实施方案中，所述阻控液为将氢氧化钠、氢氧化钾、水玻璃、碳酸钠、硫酸钠、石灰中的一种或多种与废碱液，按照液固比1:1，进行混合配制成溶液得到。
[0017]在一些实施方案中，所述废碱液为化工生产、产品加工和物料清洗等过程产生的碱性液体。
[0018]在一些实施方案中，所述金属基磁性纳米材料包括：Pd合金磁性纳米材料；优选地，所述Pd合金磁性纳米材料的型号为ZIF
‑
8。
[0019]本专利技术所提供的所述污染物纳米阻控材料以垃圾焚烧飞灰作为原料组分，以金属基磁性纳米材料：Pd合金纳米材料作为催化剂，通过水热反应合成得到。本专利技术通过将金属基磁性纳米材料：Pd合金纳米材料作为垃圾焚烧飞灰水热反应过程中的催化剂，通过对垃圾焚烧飞灰中的重金属离子的催化作用，可以使得垃圾焚烧飞灰中的重金属污染物更好地被限制在水热反应的合成产物中，阻控重金属向外部迁移，进一步达到对垃圾焚烧飞灰中重金属离子的高效处理。
[0020]另一方面，本专利技术还提供了一种污染物纳米阻控材料的制备方法，所述方法包括如下步骤：
[0021]1)将垃圾焚烧飞灰、阻控液、阻控剂以及催化剂混合，加入高压釜中进行水热反应；
[0022]2)水热反应结束后，对高压釜采取分步急速泄压的方式泄压至常压，将反应产物进行固液分离，所得固相物即为所述污染物纳米阻控材料。
[0023]在一些实施方案中，所述催化剂为金属基磁性纳米材料；优选地，所述金属基磁性纳米材料为：Pd合金磁性纳米材料；优选地，所述Pd合金磁性纳米材料的型号为ZIF
‑
8。
[0024]在一些实施方案中，所述垃圾焚烧飞灰、阻控液、阻控剂以及催化剂的重量混合比例为：1
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10：1
‑
10：20
‑
150：0.1
‑
2。
[0025]在一些实施方案中，所述垃圾焚烧飞灰、阻控液、阻控剂以及催化剂的重量混合比例为：3
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6：4
‑
7：50
‑
100：0.15
‑
0.4。
[0026]在一些实施方案中，所述垃圾焚烧飞灰、阻控液、阻控剂以及催化剂的重量混合比例为：3：7：50：0.18；优选地，所述垃圾焚烧飞灰、阻控液、阻控剂以及催化剂的重量混合比例为：4：6：75：0.26；优选地，所述垃圾焚烧飞灰、阻控液、阻控剂以及催化剂的重量混合比例为：6：4：100：0.33。
[0027]在一本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种污染物纳米阻控材料，其特征在于，所述材料包含如下原料组分：垃圾焚烧飞灰、阻控剂、阻控液、金属基磁性纳米材料。2.如权利要求1所述的材料，其特征在于，所述材料包含如下重量比的原料组分：垃圾焚烧飞灰、阻控剂、阻控液、金属基磁性纳米材料的重量比为1
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10：1
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10：20
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150：0.1
‑
2；优选地，所述材料包含如下重量比的原料组分：垃圾焚烧飞灰、阻控剂、阻控液、金属基磁性纳米材料的重量比为3
‑
6：4
‑
7：50
‑
100：0.15
‑
0.4；优选地，所述材料包含如下重量比的原料组分：垃圾焚烧飞灰、阻控剂、阻控液、金属基磁性纳米材料的重量比为3
‑
6：4
‑
7：50
‑
100：0.15
‑
0.4。3.如权利要求1所述的材料，其特征在于，所述材料包括如下重量份数的原料组分：垃圾焚烧飞灰1
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10份、阻控剂1
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10份、阻控液20
‑
150份、金属基磁性纳米材料0.1
‑
2份；优选地，所述材料包括如下重量份数的原料组分：垃圾焚烧飞灰3
‑
6份、阻控剂4
‑
7份、阻控液50
‑
100份、金属基磁性纳米材料0.15
‑
0.4份。4.如权利要求1
‑
3任一所述的材料，其特征在于，所述垃圾焚烧飞灰包括：市政生活垃圾焚烧处置过程中烟气净化系统的捕集物和烟道及烟囱底部沉降的底灰；优选地，所述垃圾焚烧飞灰为将干燥后的垃圾焚烧飞灰进行研磨预处理后得到，所述垃圾焚烧飞灰的细度为300
‑
400目。5.如权利要去1
‑
3任一所述的材料，其特征在于，所述阻控剂的细度为300
‑
400目；优选地，所述阻控剂包括：偏高岭土、炉渣、矿渣、碱渣、粉煤灰、赤泥、硅灰、煤矸石中的一种或多种。6.如权利要去1
‑
3任一所述的材料，其特征在于，所述阻控液为将氢氧化钠、氢氧化钾、水玻璃、碳酸钠、硫酸钠、石灰中的一种或多种与废碱液，按照液固比1:1，进行混合配制成溶液得到；优选地，所述废碱液为化工生产、产品加工和物料清洗等过程产生的碱性液体。7.如权利要求1
‑
3任一所述的材料，其特征在于，所述金属基磁性纳米材料包括：Pd合金磁性纳米材料；优选地...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋军，叶汉峰，孔德勇，车彤，王凡，
申请(专利权)人：辽宁海天阁环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：