[发明专利]一种环境友好型铁基矿物复合材料及其制备方法与应用

权利要求书

1.一种环境友好型铁基矿物复合材料的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：

A、将铁材料和天然矿物投加到球磨机中，研磨混合均匀后，得到混合粉末；

B、将混合粉末加入到混合造粒机中，先低速进行混合搅拌，同时缓慢向混合粉末喷洒粘合剂，使粘合剂与混合粉末充分接触混合，粘合剂添加完成后立即调高造粒机转速，运行一定时间后制得球型复合材料；

C、将球型复合材料放入气氛炉中，在惰性气体环境下，高温焙烧硬化，在自然冷却后得到铁基矿物复合材料；

所述铁材料为粒径不大于4mm的零价铁或铁粉颗粒，所述天然矿物为粒径不大于4mm的沸石或碳酸盐岩颗粒，所述铁材料与天然矿物添加的质量比为1:9～1:3；

所述B步骤中粘合剂的添加方法为：在造粒机转速为100～120rpm/min的条件下以向每1kg混合粉末添加75～100mL/min粘合剂的速度，将粘合剂通过造粒机内部喷头喷洒到混合粉末上；

所述铁基矿物复合材料由零价铁、铁氧化物和天然矿物构成，铁氧化物中铁的价态为二价和三价；

所述球磨机是内衬为特氟龙材质的真空球磨罐，研磨时先对其进行抽真空，并通入氮气作为保护气再进行研磨，防止铁材料被氧化。

2.根据权利要求1所述一种环境友好型铁基矿物复合材料的制备方法，其特征在于：所述粘结剂为质量分数为10％～20％的海藻酸钠或正硅烷或聚乙烯醇溶液，粘合剂添加量为混合粉末总质量的15％～18％。

3.根据权利要求1所述一种环境友好型铁基矿物复合材料的制备方法，其特征在于：所述粘合剂添加完成后，造粒机以600～1450rpm/min的转速运转，运转时间为2～5min。

所述气氛炉的加热温度为200～600℃，加热时间为2～4h；所述惰性气体为氮气，具体步骤为：先利用真空泵将气氛炉内抽真空使气氛炉内压强降至-0.04Mpa以下，再通入氮气使气氛炉内压强达到0.02Mpa以上，并保持焙烧过程中压力恒定在此范围。

4.根据权利要求1所述制备方法制备的一种环境友好型铁基矿物复合材料，其特征在于：所述铁基矿物复合材料的粒径为2～4mm，且为球型颗粒状。

5.根据权利要求4所述的一种环境友好型铁基矿物复合材料的应用，其特征在于：所述铁基矿物复合材料作为渗透反应格栅的反应介质用于重金属污染地下水的修复。