[发明专利]一种硫化铅锌矿浮选尾矿生物陶粒滤料及其制备方法

说明书

所属技术领域

 本发明属于水处理剂制备技术领域，特别是一种硫化铅锌矿浮选尾矿生物陶粒滤料及其制备方法。

 

背景技术

尾矿是指金属或非金属矿山开采出的矿石，经选矿厂选出有价值的精矿后排放的废渣。这些尾矿由于数量大，含有暂时不能处理的有用或有害成分，随意排放，将会造成资源流失，大面积覆没农田或淤塞河道，污染环境。如目前我国尾矿的主要处理方式为尾矿库堆存，这不仅提高了选矿的附加费用，同时也是重大危险源和环境污染源，既对尾矿库下游人民生命和财产安全构成威胁，又易造成环境污染事故。尾矿的再生利用已成为当前急迫解决的问题，但现有尾矿资源的开发利用方向还仅限于尾矿重选、有价组分提取、充填区、建筑材料、土壤改良剂、微晶体制备等方面，其尾矿的综合利用率很低，不到20%。

现有用于水处理的陶粒滤料主要采用膨胀页岩、粘土、铝矾土、垃圾烧渣、煤矸石、生物污泥、河底泥或/和粉煤灰等为主要原料，经过高温烧制而成。虽然陶粒滤料具有孔隙率高、化学性能稳定、机械强度高、过滤水质好、渗透能力强、滤速高等优点，其主要技术指标优于石英砂和无烟煤滤料，可广泛用于自来水过滤、城镇污水处理以及用于石油，化工行业的过滤介质等，但还存在以下主要问题：一是处理效果与经济性能不能完美结合，如吸附性能好的陶粒滤料比表面积大，但其强度低、使用寿命短以及再生处理费用高；经济性能好的陶粒滤料强度大、比表面积小、再生处理费用低，但吸附性能较差。二是普通陶粒滤料存在的主要缺陷为：表面粗糙度不够、亲水性差、微生物不易附着，且制备和烧制工艺复杂、陶粒成品均匀性差、不便应用，同时比重不合理的尚不能在生物滤池中形成流化状态，微生物与污染物接触几率小，处理效率低。三是制备陶粒滤料的主要原材料局限于上述几种材料，比较单一，不能满足不同水质污水的处理要求。

中国专利申请200610010355.4提出了一种“生物陶粒滤料及其制备方法” ，该生物陶粒滤料由页岩、粉煤灰、污泥、成孔剂和粘结剂制成，虽然可以克服现有陶粒滤料孔隙率低，尤其是微孔含量低、表面粗糙度不足、亲水性差而引起的比表面积小、吸附能力差、微生物固定量小、固定化速率低的问题，但由于该配方中采用了污泥等原料，使得焙烧的温度受限于1000℃内，而一般陶粒烧制的最低温度要求为1080℃，温度不足会导致烧制的成品出现强度低、易碎易裂，以及可利用率低等缺点。

如何克服现有技术的不足，已成为当今水处理剂制备技术领域亟待解决的关键难题之一。

 

发明内容

 本发明的目的在于克服现有技术的不足而提供一种硫化铅锌矿浮选尾矿生物陶粒滤料及其制备方法，本发明提供的生物陶粒滤料具有利用矿山废渣变废为宝和大幅度降低原料成本的优点，本发明提供的制备方法实施简便、无二次污染产生以及实用可靠。

 根据本发明提出的一种硫化铅锌矿浮选尾矿生物陶粒滤料，其特征是由80～90wt.%硫化铅锌矿浮选尾矿、8～18.5wt.%粘土、1.5～2.5wt.% 造孔剂和外加粘结剂制成，其中：造孔剂为木屑、竹屑或秸秆；粘结剂为质量百分数8～12%的木质素黄原酸钙、碳酸钠或硅酸钠溶液，生物陶粒滤料所用原料的固液比为8～12:1。

 本发明进一步的优选方案：一是硫化铅锌矿浮选尾矿生物陶粒滤料由85.8wt.%硫化铅锌矿浮选尾矿、12.2wt.%粘土、2wt.% 造孔剂和外加粘结剂制成，其中：造孔剂为锯末；粘结剂为质量分数10%的木质素黄原酸钙溶液，生物陶粒滤料所用原料的固液比为10:1。二是所述的硫化铅锌矿浮选尾矿的化学成分质量百分含量为：SiO₂：33.92%、Al₂O₃：3.71%、MgO：2.10%、CaO： 21.43%、MnO：6.72%、SO₃：8.99%、 Fe₂O₃：4.3%、有机成分：17.3%。三是所述的粘土的化学成分质量分数含量为：SiO₂：64.42%、Al₂O₃：16.91%、MgO：1.57%、CaO： 0.85%、MnO：0.10%、SO₃：8.99、 Fe₂O₃：4.78%、有机成分：7.20%。