[发明专利]一种降解DBP废水的轻质金属陶瓷催化剂的制备方法与应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种降解DBP废水的轻质金属陶瓷催化剂的制备方法与应用，属于DBP废水处理技术领域。

背景技术

随着国家经济建设日益增加和国防科技的日益提高，尤其是军工产业和工程勘测等行业的不断发展，DBP(双基发射药)的产量日益增加，随之产生的DBP废水产量也持续增加，DBP废水由于其中硝化甘油、增塑剂等物质会对环境微生物和人体造成直接性的破坏，严重制约了黑索金生产厂家的进一步发展，DBP污水成为当前炸药行业急需解决的问题之一。

双基发射药(DBP)，以硝化甘油使硝酸纤维素塑化的双组分均质物质，其中还要加甘油三乙酸酯、邻苯二甲酸二乙酯等增塑剂和二苯胺、二苯脲等防止硝酸酯分解的安定剂。作为火箭推进剂使用的双基推进剂与炮用双基发射药的不同点在于为避免在火箭燃烧室中产生振荡燃烧,要将使用的硝酸纤维素的硝化度降低，并增加不含能的增塑剂，而且为了提高燃烧速度，降低压力指数，又添加了有机铅或铜盐作燃烧催化剂。

DBP中对环境污染的主要物质主要为硝化甘油，其余添加物质为增塑剂和安定剂，其中硝化甘油为危险爆炸品，人体少量吸收即可引起剧烈的搏动性头痛，常有恶心、心悸，有时有呕吐和腹痛，面部发热、潮红；较大量产生低血压、抑郁、精神错乱，偶见谵妄、高铁血红蛋白血症和紫绀。急性毒性测试为LD50：105mg/kg(大鼠经口)；115mg/kg(小鼠经口)，是一种对人体和生态极具破坏性的军工化学品。在DBP生产过程中添加的增塑剂邻苯二甲酸二乙酸酯和甘油三乙酸酯均为生物难降解物质，在自然界中存在时间长且难以被生物迅速降解而去除。二苯胺和二苯脲等安定剂的物质对人体皮肤和眼睛具有刺激性，同时具有爆炸性的特点，自然界中微生物在短时间内难以去除，在土壤或水体中存在积累。

在炸药废水的处理过程中，催化还原处理由于其反应温和，无二次污染，处理效率高等特点被越来越得到重视，由于DBP废水相对比较复杂，由于催化剂的针对性高，导致催化剂老化和失活等问题，这成为制约催化技术在DBP废水处理应用的主要因素。

发明内容

本发明提供一种降解DBP废水的轻质金属陶瓷催化剂的制备方法与应用。制得的催化剂具有针对性和催化效率高的特点外，还同时具备自行催化剂再生和防失活作用的特点。

本发明的技术方案如下：

一种降解DBP废水的轻质金属陶瓷催化剂的制备方法，包括如下步骤：

(1)按重量份将3～5份的还原铁粉、3～5份的高岭土、0.2份赤铁矿精粉和0.05份活性炭粉烘干至恒重后，粉碎至100目以下，混合均匀，制得混合原料；

(2)将活性胶体溶剂与步骤(1)制得的混合原料按照体积比(10～17):100的比例混合，经造粒制得原料颗粒；

上述活性胶体溶剂每升组分如下：

羟甲基纤维素钠：4500～5500mg，Co²⁺：800～1000mg；La³⁺：50～60mg，EDTA-2Na：1000～1200mg，水定容至1L；

(3)将步骤(2)制得的原料颗粒在氮气保护的条件下，800～900℃烧结活化1～2小时，然后在氮气保护条件下冷却至室温，制得催化剂轻质金属陶瓷基质；

(4)将步骤(3)制得的催化剂轻质金属陶瓷基质浸入活化溶液中，浸泡1～2h，然后置于真空干燥箱内干燥至恒重，然后在氮气保护的条件下300～400℃活化1～2小时，在于氮气保护条件下冷却至室温，制得降解DBP废水的轻质金属陶瓷催化剂；

所述的活化溶液每升组分如下：

H₂SO₄：8000～12000mg，Ag⁺：200～250mg，水定容至1L。

根据本发明优选的，所述步骤(1)的高岭土要求白度大于90度，经过1000℃活化1～2h后的活性高岭土。

根据本发明优选的，所述步骤(2)中的造粒为采用荸荠式造粒成球机进行造粒成球。

根据本发明优选的，所述步骤(2)中的原料颗粒的粒径为10～15mm。

所述步骤(3)中的烧结活化和步骤(4)中的活化采用中国专利文献CN201575688U(申请号200920291072.0)中记载的高温陶粒烧结装置进行烧结活化处理。

根据本发明优选的，所述步骤(4)中还原铁粉、高岭土、赤铁矿精粉和活性炭粉的重量份分别为4份的还原铁粉、4份的高岭土、0.2份赤铁矿精粉和0.05份活性炭粉。