一种无害化固体废料复合物及其制备方法技术

本发明专利技术涉及环境保护技术领域，具体涉及一种无害化固体废料复合物及其制备方法，其中，一种无害化固体废料复合物的制备方法，包括：将磷石膏、污泥和固化促进剂进行混合并制成浆料，将过硫酸盐与溶剂混合配制成过硫酸盐溶液，将过硫酸盐溶液加入浆料进行静置凝固，最后进行焙烧处理即可。本方法不仅实现了磷石膏的无害化处理，从而极大提高磷石膏所制备的建筑石膏的力学性能及环境适应性，同时还实现了污泥和磷石膏的协同处理从而达到以废治废的目的。目的。目的。

【技术实现步骤摘要】
一种无害化固体废料复合物及其制备方法


[0001]本专利技术涉及环境保护
，具体涉及一种无害化固体废料复合物及其制备方法。

技术介绍

[0002]污泥是污水处理过程中产生的一种容易腐败发臭的膏状物，组成极其复杂。污泥所具有的高含水量及疏松颗粒结构等物理性质和多边、不稳定的化学特性，不仅使其处理过程耗资巨大，而且使其高效处理仍存在一定的技术难度。因此，污泥处理处置问题已经成为城市污水厂的沉重负担，甚至成为某些污水厂正常运营的巨大障碍。
[0003]磷石膏是湿法磷酸生产过程中产生的大宗工业废弃物，每生产1吨磷酸就会产生4.5
‑
5吨磷石膏。磷石膏的主要组分是硫酸钙，虽然还含有少量的磷、氟，但其再生利用的成本较高，因此多以土地堆存为主，即利用工程的原理建造磷石膏渣场。然而，磷石膏进行土地堆存不仅会占用大量土地，也会给环境带来巨大的威胁。例如，磷石膏在长期露天堆放的过程中会受日晒、雨淋、风化、分解等作用而形成以磷酸为主的强酸性废水，并携带其他离解出来的各种有害成分渗透到地下，最终导致土壤、地表水及浅层地下水的淋溶污染，因此有必要寻求磷石膏的合理无害化处理途径，以实现磷肥工业的可持续发展和磷石膏的高度利用。
[0004]磷石膏可作为生产建筑材料的原材料从而实现资源化利用，但磷石膏中的可溶性磷、共晶磷、可溶氟会影响磷石膏所制建材的性能，易发生开裂、风化、结霜等现象，同时会导致制品的力学性能下降，从而限制了磷石膏的资源化利用。

技术实现思路

[0005]因此，本专利技术要解决的技术问题在于克服磷石膏和污泥资源化利用受限的缺陷，从而提供解决上述问题的一种无害化固体废料复合物及其制备方法。
[0006]为达到上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0007]一种无害化固体废料复合物的制备方法，包括：将磷石膏、污泥和固化促进剂进行混合并制成浆料，将过硫酸盐与溶剂混合配制成过硫酸盐溶液，将过硫酸盐溶液加入浆料进行静置凝固，最后进行焙烧处理即可。
[0008]优选的，所述磷石膏、污泥和固化促进剂的质量比为(50
‑
100)：10：(1
‑
5)。
[0009]优选的，所述固化促进剂为Ca/Mg/Al复合材料；
[0010]所述Ca/Mg/Al复合材料的获取过程为：将铝盐、镁盐和钙盐溶于溶剂制成混合溶液，再加入沉淀剂进行水热反应制得。
[0011]优选的，所述混合溶液中，所述铝盐、镁盐、钙盐和溶剂的质量比为5：(1
‑
5)：(1
‑
5)：100；
[0012]和/或，所述溶剂为水；
[0013]和/或，所述沉淀剂为碱；所述碱的浓度为2
‑
5mol/L；所述碱为氢氧化钠、氢氧化
钾、碳酸钠、碳酸钾中的至少一种；
[0014]和/或，所述沉淀剂与混合溶液的体积比为1：10；
[0015]和/或，所述水热反应的温度为50
‑
80℃，时长≥24h。
[0016]优选的，所述铝盐为氯化铝；
[0017]和/或，所述镁盐为氯化镁；
[0018]和/或，所述钙盐为氯化钙。
[0019]优选的，所述磷石膏和固化剂、固化促进剂混合方式为湿法球磨；
[0020]和/或，所述浆料的固液比为1：2。
[0021]优选的，所述湿法球磨的含水率为10％，球磨机的球料比为20：1，球磨转速为600rpm/min，球磨时长为30
‑
60min。
[0022]优选的，所述过硫酸盐为过硫酸钠或/和过硫酸钾；
[0023]和/或，所述过硫酸盐溶液与所述磷石膏和固化剂、固化促进剂混合后制得的混合物料的质量比为1：5；
[0024]和/或，所述过硫酸盐溶液的溶剂为水；
[0025]和/或，所述过硫酸盐溶液的浓度为0.1
‑
1mol/L。
[0026]优选的，所述焙烧处理的温度为100
‑
150℃，焙烧处理的时长为1
‑
3h。
[0027]优选的，所述磷石膏、污泥在混合前还进行烘干、球磨处理。
[0028]优选的，所述烘干的温度为40℃
‑
60℃；
[0029]和/或，所述球磨处理中，球磨机的球料比为10：1，球磨转速为400rpm/min，球磨时长为10
‑
30min；
[0030]和/或，所述球磨处理后还进行过筛处理，所述过筛处理的筛目为100目。
[0031]优选的，所述污泥为给水厂污泥。
[0032]本专利技术还提供一种无害化固体废料复合物，其由上述的无害化固体废料复合物的制备方法制备得到。
[0033]本专利技术技术方案，具有如下优点：
[0034]1.一种无害化固体废料复合物的制备方法，包括：将磷石膏、污泥和固化促进剂进行混合并制成浆料，将过硫酸盐与溶剂混合配制成过硫酸盐溶液，将过硫酸盐溶液加入浆料进行静置凝固，最后进行焙烧处理即可。污泥的主要成分为氧化硅、氧化铝、氧化铁、氧化硅等，对磷石膏中可溶性磷、氟具有固化稳定作用；添加固化促进剂不仅可以促进磷石膏与污泥的反应，还起到填充磷石膏孔隙，从而增大磷石膏的密度和强度，有利于后续磷石膏的资源化利用；添加过硫酸盐在焙烧处理中可以将磷石膏晶格中的杂质提取出来，比如共晶磷、氟等，进而可以进一步固化释放出来的磷、氟，除此之外，过硫酸盐通过热活化会产生硫酸根自由基和羟基自由基，从而氧化分解磷石膏和污泥中的有机污染物；
[0035]另外，通过本方法不仅实现了磷石膏的无害化处理，从而极大提高磷石膏所制备的建筑石膏的力学性能及环境适应性，同时还实现了污泥和磷石膏的协同处理从而达到以废治废的目的。
[0036]2.本专利技术提供的无害化固体废料复合物的制备方法中，Ca/Mg/Al复合材料在和磷石膏、污泥混合球磨过程中原结构发生改变，复合材料的表面化学活性能增大，促进了污泥中组分的活性，从而提高了磷石膏杂质的脱除率；而且Ca/Mg/Al复合材料含有多种金属且
价态不同，更有利于表面活性能增大，从而固化磷石膏中的杂质；另外，焙烧加热条件也缩短了磷石膏固化稳定所需要的陈化时间，有利于工业上的实际应用。
附图说明
[0037]为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0038]图1是本专利技术制备无害化固体废料复合物的流程示意图；
[0039]图2是本专利技术实施例1中磷石膏原料的扫描电镜(SEM)图；
[0040]图3是本专利技术实施例1中无害化固体废料复合物的扫描电镜(SEM)图。
具体实施方式
[0041]提本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种无害化固体废料复合物的制备方法，其特征在于，包括：将磷石膏、污泥和固化促进剂进行混合并制成浆料，将过硫酸盐与溶剂混合配制成过硫酸盐溶液，将过硫酸盐溶液加入浆料进行静置凝固，最后进行焙烧处理即可。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述磷石膏、污泥和固化促进剂的质量比为(50
‑
100)：10：(1
‑
5)。3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述固化促进剂为Ca/Mg/Al复合材料；所述Ca/Mg/Al复合材料的获取过程为：将铝盐、镁盐和钙盐溶于溶剂制成混合溶液，再加入沉淀剂进行水热反应制得。4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述混合溶液中，所述铝盐、镁盐、钙盐和溶剂的质量比为5：(1
‑
5)：(1
‑
5)：100；和/或，所述溶剂为水；和/或，所述沉淀剂为碱；所述碱的浓度为2
‑
5mol/L；所述碱为氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠
、
碳酸钾中的至少一种；和/或，所述沉淀剂与混合溶液的体积比为1：10；和/或，所述水热反应的温度为50
‑
80℃，时长≥24h。5....

【专利技术属性】
技术研发人员：李博，熊静，莎莉，康绍果，李书鹏，刘鹏，郭丽莉，
申请(专利权)人：北京建工环境修复股份有限公司，
类型：发明
国别省市：