[发明专利]一种处理雨水的改性黄土基陶粒的制备方法在审
申请号: | 201910149619.1 | 申请日: | 2019-02-28 |
公开(公告)号: | CN109776068A | 公开(公告)日: | 2019-05-21 |
发明(设计)人: | 李慧莉;张榆敏;何芙蓉;杨月婷;张宝;张炜豪;杨子显 | 申请(专利权)人: | 兰州理工大学 |
主分类号: | C04B33/13 | 分类号: | C04B33/13;C04B33/132;C04B38/00;C02F3/10 |
代理公司: | 兰州中科华西专利代理有限公司 62002 | 代理人: | 李艳华 |
地址: | 730050 甘肃*** | 国省代码: | 甘肃;62 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 改性 陶粒 黄土 泥料 球粒 制备 雨水 炉膛 初期雨水径流 碳酸钙 加水搅拌 煤矸石 硅酸钠 马弗炉 膨润土 可用 粒径 制丸 烧制 成型 取出 | ||
本发明涉及一种处理雨水的改性黄土基陶粒的制备方法,该方法是指:首先将改性黄土、改性煤矸石、膨润土、硅酸钠、碳酸钙混合均匀后加水搅拌均匀制成泥料,该泥料利用制丸机制得粒径为5~10mm的球粒;然后将成型的所述球粒于105℃干燥2~4h,再马弗炉中进行烧制,待炉膛自然冷却后取出,即得黄土基陶粒。本发明具有原料易得、成本低、实用性强的特点,所得的改性黄土基陶粒可用于处理初期雨水径流。
技术领域
本发明涉及水处理填料领域,尤其涉及一种处理雨水的改性黄土基陶粒的制备方法。
背景技术
兰州市地处黄土高原,境内大部分地区为黄土覆盖的丘陵和盆地。黄土是第四纪以来经过风的吹扬、搬运、堆积形成的。兰州地区的马兰黄土孔隙和垂直节理发育,以粉土为主,含多种易溶盐,含水量低、疏松多孔,因而易被冲刷,加之其所在的黄土高原地区降水在年内高度集中,多暴雨,特别容易造成严重的水土流失。而黄土又属于典型的自重湿陷性黄土,即受水浸湿后在饱和自重压力下发生湿陷的湿陷性黄土。因此黄土在受水浸湿后其结构迅速被破坏而发生下沉,从而使修建在上面的建筑物遭到破坏。黄土具有各种大小和形状不同的孔隙和孔洞,使其具有一定的吸附性能,又由于其储量丰富、价格低廉,黄土在水处理领域被大量研究。一些学者用黄土来处理水溶液中的重金属离子或有机物,但天然黄土吸附效果较差,对其改性后吸附性能可显著提高。
煤矸石是采煤过程中排出的含碳量较少的黑色废石,我国煤矸石年排量达1亿多吨,其中80%未被利用。裸露堆积的煤矸石占用大量土地,在露天堆放环境下还会风化成粉尘,这些粉尘在风力作用下对大气环境造成了污染,还会污染水体及土壤环境。同时煤矸石山体的失稳、爆炸还会对矿区居民的生命财产造成威胁。而煤矸石作为一种天然吸附剂,将其改性可用来处理废水,达到变废为宝的目的。因此对其进行资源化利用,不仅能改善环境,还能变废为宝,有可能带来巨大的社会效益、环境效益及经济效益。
陶粒是一种经高温焙烧膨化而成的轻骨料,内部呈蜂窝状结构,因而具有轻质、保温隔热、耐火、吸水率大、抗渗、吸音、化学稳定性好等特点,是一种集多种优良性质于一身、广受推崇的多用途复合型材料,应用领域广泛。我国陶粒的原料主要为黏土和页岩,由于黏土大部分取自于农用耕地,页岩陶粒的原料也须开山取石,从而破坏生态环境,这不符合我国可持续发展战略需求,因此探索新型陶粒原材料有其必要性。目前研究较多的新型陶粒包括粉煤灰陶粒、污泥陶粒、煤矸石陶粒等等。陶粒用于饮用水的深度处理时,可吸附水体中的有害元素、细菌。在污水处理方面,除了广泛应用于滤池方面,还应用于有发展潜力的生物膜载体上,陶粒用作水处理滤料,生物培养3星期后,生物膜已明显可见。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种原料易得、成本低、制作简单的处理雨水的改性黄土基陶粒的制备方法。
为解决上述问题,本发明所述的一种处理雨水的改性黄土基陶粒的制备方法,其特征在于:首先将改性黄土、改性煤矸石、膨润土、硅酸钠、碳酸钙混合均匀后加水搅拌均匀制成泥料,该泥料利用制丸机制得粒径为5~10mm的球粒;然后将成型的所述球粒于105℃干燥2~4h,再马弗炉中进行烧制,待炉膛自然冷却后取出,即得黄土基陶粒;所述改性黄土与所述改性煤矸石的质量比为2:1~1:1;所述膨润土质量为所述改性黄土与所述改性煤矸石质量之和的15~20%;所述硅酸钠质量为所述改性黄土与所述改性煤矸石质量之和的10~25%;所述碳酸钙质量为所述改性黄土与所述改性煤矸石质量之和的0~5%。
所述改性黄土是指将去除土壤中杂质的兰州地区黄土过60目筛,于105℃干燥2h所得。
所述改性煤矸石是指将煤矸石粉碎后过60目筛,于105℃干燥2h所得。
所述烧制条件是指预热温度为400℃,预热时间为10min;焙烧温度为900℃,焙烧时间为10min。
本发明与现有技术相比具有以下优点:
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