[发明专利]一种由赤泥与煤/炭制备铁-活性炭复合材料的方法

说明书

本发明属于危险固体废弃物处理和应用领域，具体地，涉及一种由赤泥与煤/炭粉制备铁‑活性炭复合材料的方法。本发明包括以下步骤：将赤泥或经处理的赤泥样品、煤/炭粉与粘结剂进行混合，加入水调节物料中的水含量，通过传统成型工艺制备成具有规整形状的材料，该材料经过干燥、惰性气氛中炭化及弱氧化气氛中活化后得到铁碳复合吸附剂产品。该吸附剂可用于重金属废水、氨氮废水、酚类废水及染料废水等的吸附净化及烟气脱硫脱硝脱汞处理过程，还可以实现赤泥的高值化利用，具有极强的工业应用潜力。

技术领域

本发明属于危险固体废弃物处理和应用领域，具体地，涉及一种由赤泥与煤/炭制备铁-活性炭复合材料的方法。

背景技术

赤泥是制铝工业提取氧化铝时排出的污染强碱性废渣，一般平均每生产1吨氧化铝，附带产生1.0～2.0吨赤泥。大量的赤泥不能充分有效的利用，只能依靠大面积的堆场堆放，占用了大量土地，也对环境造成了严重的污染。部分国家已经将赤泥列为危险废弃物，赤泥的产生已经对人类的生产、生活造成多方面的直接或间接的影响，所以最大限度的减少赤泥的堆放，开发赤泥的回收利用途径与方法，拓宽赤泥的资源化利用已迫在眉睫。

由于赤泥中含有大量的氧化铁，而成红色，外观与赤色泥土相似，因而得名。赤泥中不仅含有氧化铁，还有氧化硅、氧化铝、氧化钠等成分。如何实现赤泥中这些成分的高值化利用是本领域的研究重点，例如专利申请CN102234171A和CN101468866A中公开将赤泥进行脱碱后作为生产水泥的原料；专利申请CN101891406A和CN1837121A公开了利用赤泥或经脱碱选铁后的赤泥和脱硫石膏制备水泥的方法；专利申请CN103373815A公开了以拜耳法赤泥为主要原料生产多孔微晶玻璃；专利申请CN103420359A公开了赤泥催化制备碳纳米管的方法，在该方法中赤泥经过在101-109℃下烘1-4h后粉碎200目筛分可作为催化剂生产碳纳米管；专利申请CN102757060A公开了通过石灰消钠的方式分离铝和部分铁氧化物，实现铝化合物的深度提取。然而，上述这些发明中，赤泥中碱性化合物的脱碱或其他处理过程，并未使其中的氧化铁得到很好的利用。赤泥与煤混合处理的专利相对较少，专利申请CN201210136449提出了煤矸石与赤泥叠层堆放方法，达到降低环境污染的目的。专利申请CN103420406A提出了一种利用赤泥活化处理煤矸石和粉煤灰的方法，达到浸取氧化铝的目的。关于铁碳复合材料，专利申请CN10769049A提出在生物质半焦上离子交换铁离子，制备水合氧化铁纳米复合半焦，处理水体中的无机阴离子污染物。由于赤泥与煤都是大宗产品，上述的利用方式很难达到有效的赤泥处理方式。结合赤泥的污染与综合利用现状，不难发现现阶段还没有可行的技术实现赤泥中铁的高值化利用方法与途径，以及高值化且量大的赤泥应用途径。而直接利用赤泥中有效成分，铁、钛、硅、铝氧化物与煤中碳组分制备高强度的铁-活性炭复合吸附材料还未有相应的专利与文献报道。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种由赤泥与煤/炭混合制备铁-活性炭复合物的方法。该方法由赤泥与煤/炭混合制备所述铁-活性炭复合物，该复合物具有磁性，经过粉碎后，可以直接作为废水净化的吸附剂，且借助磁分离，可以实现该物质的多次利用与再生。该方法实现了赤泥高值化利用，具有极强的工业应用潜力。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明的由赤泥与煤/炭制备铁-活性炭复合材料的方法，包括以下步骤：

(1)将赤泥或赤泥处理物、煤/炭粉、粘结剂及水混合，得到泥料。

(2)将步骤(1)制得的泥料采用挤出机挤出成型，制备出颗粒物或规整材料；

(3)将步骤(2)制得的颗粒物烘干后，在600-1000℃(优选700-900℃)进行炭化固化反应，然后在800-1200℃下氧化活化，再在800-1000℃下还原活化，之后降温至室温，得到铁-活性炭复合材料。