[发明专利]改性铁尾矿砂、制备及其应用

说明书

本发明公开了一种改性铁尾矿砂，按重量份数计，由以下原料混合后改性而成：抗生素菌渣或沼渣2‑5份和铁尾矿砂3‑8份。改性铁尾矿砂吸附性能稳定，受pH值和温度的影响小；相较于未改性的铁尾矿砂大幅度提高对重金属离子和磷的吸附性能，还能将抗生素菌渣中的抗生素残留去除的同时变废为宝；本发明还提供了一种改性铁尾矿砂的制备，为获得性能优异，孔隙率高，且无抗生素残留的改性铁尾矿砂提供适宜的制备工艺；本发明还提供了一种改性铁尾矿砂的应用，通过造粒等程序，进一步使其适用于河道底泥污染治理，并进一步提升改性铁尾矿砂的去污效果。

技术领域

本发明涉及资源与环境保护技术领域，特别涉及一种改性铁尾矿砂、制备及其应用。

背景技术

目前，随着工农业的快速发展，重金属污染问题越来越受到人们的重视，国家发布的《水污染防治行动计划》即“水十条”，强调了水环境中的重金属污染及防治。重金属废水处理方式主要有化学沉淀法、电解法、离子交换法、吸附法、生物处理法及膜分离法，吸附法因其简单易行、高效率被广泛应用于废水处理中。但传统吸附剂如活性炭、离子交换树脂等，价格昂贵且难以再生。廉价高效的替代材料的研究及其实际工程应用越来越受到人们的重视。

铁尾矿砂是铁选厂在特定技术条件下，将铁矿石磨细，选取“有用组分”后丢弃掉的废物。我国每年尾矿产量已经达到100亿吨以上，并呈逐年增加趋势。大量铁尾矿砂闲置堆积难以管理，占用土地同时造成资源浪费，因此如何利用铁尾矿成为科研人员的重要问题。铁尾矿砂可用于轻质隔热保温材料、水泥、陶瓷材料，也可用作土壤改良剂及微量元素肥料。铁尾矿砂经分选后比表面积大、易沉降，同时富含大量碱性氧化物及硅化物，满足作为水中吸附剂的条件。经过大量实验，发现铁尾矿砂对重金属离子铜、铅、铬、镉、铅等有吸附能力，但吸附性能有待优化。

发明内容

本发明的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。

本发明还有一个目的是提供一种改性铁尾矿砂，其吸附性能稳定，受pH值和温度的影响小；相较于未改性的铁尾矿砂大幅度提高对重金属离子和磷的吸附性能，还能将抗生素菌渣中的抗生素残留去除的同时变废为宝；

本发明还有一个目的是提供一种改性铁尾矿砂的制备，为获得性能优异，孔隙率高，且无抗生素残留的改性铁尾矿砂提供适宜的制备工艺；

本发明还有一个目的是提供一种改性铁尾矿砂的应用，通过造粒等程序，进一步使其适用于河道底泥污染治理，并进一步提升改性铁尾矿砂的去污效果。

为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种改性铁尾矿砂，按重量份数计，由以下原料混合后改性而成：抗生素菌渣或沼渣2-5份和铁尾矿砂3-8份，其中，所述沼渣为抗生素菌渣厌氧发酵残留物经固液分离后获得的固体部分。

一种改性铁尾矿砂的制备，包括以下步骤：

步骤一、将烘干后的抗生素菌渣或者沼渣和铁尾矿砂分别过40-80目筛，备用；

步骤二、按重量份数计，将过筛后的2-5份抗生素菌渣或沼渣与3-8份铁尾矿砂混合均匀制得混合物Ⅰ；以及

步骤三、将所述混合物Ⅰ在厌氧条件下热解碳化，热解碳化过程中以8-10℃/min的速度升温至300-700℃，之后保温热解1-4h，制得改性铁尾矿砂。

优选的是，还包括以下步骤：

步骤四、用水反复冲洗所述改性铁尾矿砂至其pH值呈中性，之后烘干、粉碎、过40-80目筛，制得中性改性铁尾矿砂；

其中，所述步骤一和所述步骤四中烘干的温度均为80-105℃。

一种改性铁尾矿砂在水处理中的应用。

优选的是，所述改性铁尾矿砂用于吸附去除水中的重金属污染和磷污染。