[发明专利]一种赤铁矿尾矿资源化利用制备非均相催化剂的方法及非均相催化剂的应用

说明书

本发明公开了一种赤铁矿尾矿资源化利用制备非均相催化剂的方法及非均相催化剂的应用，属于固废资源化和水处理催化领域。非均相催化剂的制备过程是以赤铁矿尾矿为原料，将原料与生物质固体废弃物混合，通过水热碳化的方式得到非均相催化剂。利用该非均相催化剂代替均相Fe²⁺，实现对高浓度有机废水的高效降解。该非均相催化剂具有催化效率高、pH值适应范围广和循环稳定性强等特点。本发明不仅可实现赤铁矿尾矿的资源化利用和占地污染问题，而且可节约Fenton工艺中Fe²⁺的投入成本，在赤铁矿尾矿减量化和废水处理领域具有广阔前景。

技术领域

本发明属于矿物加工和环境保护领域，特别涉及一种赤铁矿尾矿资源化利用制备非均相催化剂的方法及非均相催化剂的应用。

背景技术

尾矿是矿山开采的原矿石经选矿或其他工艺回收有用组分后废弃的固体物料，呈细粉状，粒径在0.15mm以下。尾矿一般堆存在尾矿库中，是工业固体废弃物的主要组成部分。目前，我国有8000多座矿山，累计产生尾矿59.7亿吨，占地800km²以上，而且每年仍以3.0亿吨的速度增长。大型正规矿山的尾矿多采用尾矿库存放的方式处理，随着矿山规模的扩大和开采历史的延长，土地占用面积不断扩大，尾矿库修筑和管理费用会不断增加；中、小型非正规矿山尾矿设施简陋或根本就不建尾矿库，尾矿一般就近排入河沟、河谷或低洼地。因输送管道泄漏或直接外排等事故造成地表水污染，尾矿扬尘使土地沙化造成农田减、绝产等事件时有发生，给人们生产、生活及生态环境带来了严重污染和危害，已受到全社会的广泛关注。

赤铁矿尾矿是铁选矿厂在特定技术条件下，将矿石破碎磨细，选取“有用组分”后排放的废弃物。其化学成分主要以铁、硅、铝、钙和镁的氧化物为主，并伴有少量的磷、硫等，是一种重要的固体二次资源。赤铁矿中铁主要以Fe₂O₃的形式存在，且总铁的含量达30％左右。目前，赤铁尾矿的现状是“占用耕地、污染环境、浪费资源、安全隐患。”因此，合理并综合利用赤铁尾矿资源，使其变废为宝是实现矿产资源可持续发展的重要途径。

Fenton氧化技术即芬顿氧化技术以Fe²⁺为催化剂、H₂O₂为氧化剂，通过Fe²⁺与H₂O₂之间的电子转移将H₂O₂活化分解为·OH而进行有机污染物的降解与矿化。赤铁矿尾矿中的Fe₂O₃可在还原性气体的作用下转化为Fe₃O₄，而Fe₃O₄可在酸性环境下溶解为Fe²⁺和Fe³⁺。由于水热碳化过程可产生大量H₂、CO等还原性气体。因此，通过赤铁尾矿与生物质水热碳化的方式制备用于Fenton反应的非均相催化剂是实现赤铁尾矿资源化利用的一种途径。

发明内容

本发明的目的是提供一种赤铁矿尾矿资源化利用制备非均相催化剂的方法，解决现有赤铁矿尾矿存在的占用耕地、污染环境、浪费资源、安全隐患等问题。

本发明的另一目的是提供制备的非均相催化剂的应用。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：一种赤铁矿尾矿资源化利用制备非均相催化剂的方法，以赤铁矿尾矿为主要原料，将该原料与生物质固体废弃物充分混合，经过水热碳化得到非均相催化剂。

具体步骤如下：

(1)将浓缩压滤后的赤铁矿尾矿烘干，制成赤铁矿尾矿原料；

(2)以赤铁矿尾矿为主要原料，将其与生物质固体废弃物按一定比例混合均匀；