[发明专利]一种由镍渣、焚烧飞灰和砷碱渣制得的负载骨架及其应用

说明书

本发明属于环保技术领域，公开了一种由镍渣、焚烧飞灰和砷碱渣制得的负载骨架及其应用。本发明以镍渣、焚烧飞灰、砷碱渣为原料焙烧得到镍铁基复合型胶凝材料即催化剂负载骨架。再将该复合型胶凝材料和需负载的金属经水热反应，制备得到多孔金属‑复合型胶凝材料催化剂即新型镍铁基复合催化剂。本发明实现了镍渣、焚烧飞灰、砷碱渣固体废弃物的资源化无害化利用；砷碱渣的存在减少了传统胶凝材料需添加氢氧化钠等碱剂作为激发剂的用量，节约了试剂成本。所述负载骨架可以通过水热法负载二氧化钛，更好地发挥二氧化钛的催化作用；负载二氧化钛的复合催化剂经简单破碎就可以形成颗粒状，且具有浸出毒性低，表面吸附能力强等优点。

技术领域

本发明属于环保技术领域，特别涉及一种由镍渣、焚烧飞灰和砷碱渣制得的负载骨架及其应用。

背景技术

镍渣是金属镍和镍合金冶炼过程中产生的工业固体废弃物，镍渣因为含硅镁较高，极适合当建材添加料。但，目前对于矿渣的处理方法仍以填埋为主，在现有土地资源紧缺的情况下，需要找到一种镍渣的资源化利用的方式。

砷碱渣是在反射炉或鼓风炉的火法炼锑过程中，采用加入纯碱或烧碱的方法对粗锑进行精炼，产出各种型号的精锑，同时产生的废渣叫砷碱渣。砷碱渣中的砷及其化合物有剧毒，且易溶于水，若保管不善极易引起砷污染事件。暴露于环境中的砷将进入水体和食物链，轻则危害人体健康，重则导致死亡。

根据国际飞灰工作组的定义，飞灰主要包括烟气净化系统飞灰和锅炉飞灰。垃圾焚烧厂飞灰是呈灰白色或深灰色的细小粉末，具有含水率低、一般呈棒状、多角质状、棉絮状等不定形状态、飞灰颗粒粒径大小不一、孔隙率高及比表面积大的特点。飞灰的危害是其中有大量的重金属及其化合物，飞灰的毒性会慢性侵害身体，导致肾衰竭、贫血、脑病变，甚至有致癌的风险。但是由于飞灰富含SiO₂、Al₂O₃、CaO等金属氧化物，具备了生产建筑材料的基本条件，所以利用垃圾焚烧飞灰熔融后的熔渣制造高档建筑材料，不仅能解决飞灰的环境污染，而且是一种实现飞灰的高附加值资源化利用的途径。

因此，如何将镍渣、砷碱渣、飞灰等协同处理实现固体废弃物的资源化无害化利用，同时降低其浸出毒性，对于环保领域具有重要的实际应用价值。

发明内容

为了探索新工艺实现固体废弃物的资源化无害化利用，和探索新型胶凝材料的制备方法提高其稳定性以及拓展新应用研究其用于催化剂负载骨架的可能性，同时克服上述现有技术的缺点与不足，本发明的首要目的在于提供一种利用固体废弃物镍渣、焚烧飞灰和砷碱渣制备负载骨架的方法。

本发明另一目的在于提供由上述方法制备得到的负载骨架。

本发明再一目的在于提供上述负载骨架在负载金属催化剂中的应用。

本发明的目的通过下述方案实现：

一种由镍渣、焚烧飞灰和砷碱渣制备负载骨架的方法，其包括以下步骤：

(1)将镍渣、焚烧飞灰、砷碱渣混合均匀，得到混合原料；

(2)向混合原料中加入粘合剂混合均匀，高温焙烧得到镍铁基复合型胶凝材料，即所述负载骨架。

步骤(1)所述的镍渣、焚烧飞灰、砷碱渣的混合比例满足混合原料中三者的质量百分比分别为：镍渣70％-80％；焚烧飞灰15％-20％；砷碱渣5％-10％。

步骤(1)所述的镍渣中SiO₂含量近40％-60％，Fe含量为5％-10％；若镍渣中SiO₂含量和Fe含量不够，可适当添加SiO₂和Fe剂。

步骤(1)中所述的焚烧飞灰中Cl含量如果≥2％，则在混合之前，还需要经过水洗使Cl含量2％，具体步骤如下：浸出液固比为1:4，水洗时间为60min，搅拌转速400rpm；水洗反应完成后沉淀过滤得水洗渣，水洗渣用1倍水洗涤后105℃烘干。