[发明专利]一种制备多孔泡沫吸附材料的方法及装置

说明书

本发明公开了一种制备多孔泡沫吸附材料的方法，该方法以冶炼熔渣和有机固体废物为原料，在原料中加入调质剂，三者充分混合后，在曝气鼓泡条件下反应0.5‑1.5h，冷却后即得到多孔泡沫吸附材料；本发明中的冶炼熔渣既是原料，还可以作为溶剂、热媒、催化剂，将冶炼熔渣和有机固体废物制备成多孔泡沫吸附材料不仅达到了“以废治废”的效果，还实现了冶炼熔渣和有机固体废物的高值化利用。

技术领域

本发明公开一种有机固体废弃物与冶炼熔渣制备多孔泡沫吸附材料的方法，属于固体废物资源化利用制备吸附材料的技术领域。

背景技术

冶炼熔渣是金属冶炼过程中产生的副产物，液态高炉渣的出炉温度在1400-1500℃，蕴含很高的热能。我国冶炼熔渣的特点是产生量大，利用率较低，长期以来冶金熔渣作为废物抛弃，既占用大量土地又污染地下水，且冶金熔渣余热回收利用率低。近年来对冶炼熔渣的综合利用引起越来越多国家的重视，将高炉熔渣制备成轻质砖、无机纤维、泡沫微晶玻璃板材等材料，高炉熔渣变废为宝，既实现了冶金熔渣的资源化利用，又解决了熔渣随意堆放带来的环境问题。

有机固体废弃物的种类较多，主要包括餐厨垃圾、动物类固废(病死禽畜和动物产品)、农林废弃物、粪渣、生活垃圾等废弃物。我国正处于固废处理行业高速发展的初期，随着人口持续增长、消费水平提升及工业生产等逐年增长，我国固废产生量还在大幅度增长，2001年我国固废产生量为10.2亿吨，到2012年已达约33.9亿吨，年均增长率超过11%。2015年，我国城市生活垃圾清运量已经超过1.8亿吨，将垃圾变废为宝具有极大的社会效益和经济效益。将有机固体废弃物减量化、无害化、资源化处理处置具有重大意义。

冶金熔渣具有疏松多孔、比表面积大、具有一定的吸附能力，且熔渣中含有CaO、Al₂O₃、Fe₂O₃、MgO、MnO和TiO₂等金属氧化物而具有较高的催化活性。冶炼熔渣中含有的铁、铅、铬等重金属离子，若将冶金熔渣直接用作吸附材料处理废水会带来二次污染。冶金熔渣和有机固体废物来源广泛易得，刚出炉的熔渣温度较高，且金属在冶炼过程中会产生大量的热，若将冶金熔渣和有机固体废物作为原料，充分利用高炉冶炼余热，制备多孔泡沫吸附材料，实现“以废治废”，具有广阔的应用前景和重大意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种有机固体废物与熔渣制备多孔泡沫吸附材料的方法，以廉价的冶炼熔渣和易得的有机固体废物为原料，添加一定的调质剂，将原料和调质剂充分混合，同时大量曝气鼓泡，反应一段时间后冷却得到孔径较多、孔径通畅、性能优异的多孔泡沫吸附材料。

本发明充分利用冶炼熔渣及其余热以及高炉烟气，减少废水、废气、废渣和烟尘的产生，减少能耗；同时冶金熔渣疏松多孔，比表面积大，且具有一定的吸附能力；反应过程中冶炼熔渣既是原料，还可以作为溶剂、热媒、催化剂。冶炼熔渣和有机固体废物的不当处理均会造成环境污染和资源浪费，将二者制备成多孔泡沫吸附材料不仅达到了“以废治废”的效果，实现资源的循环利用，还具有巨大环境效益、社会效益和经济效益。

本发明的有机固体废物与熔渣制备多孔泡沫吸附材料的方法，以冶炼熔渣和有机固体废物为原料，在原料中加入调质剂，三者充分混合后，在曝气鼓泡条件下反应0.5-1.5h，冷却后即得到多孔泡沫吸附材料。

所述冶炼熔渣和有机固体废物的质量比为1:1 ~ 5:1；调质剂与原料的质量比为1:3~1:6。

所述冶炼熔渣的温度为1400~1500℃，冶炼熔渣与有机固体废物混合后的温度为800-1000℃，冶炼烟气的温度为900～1150℃。

所述冶炼熔渣包括铜冶炼熔渣、钢铁冶炼熔渣、铝冶炼熔渣、锡冶炼熔渣等中的任意一种或几种，熔渣经喷射粒化后粒径为8～25mm。

所述有机固体废物为污泥、生物质、畜禽粪便、塑料、煤、生活垃圾等中的一种或任意比几种。