1、水處理陶粒的制備及性能評價(jià)陶粒作為水處理材料.有其明顯的優(yōu)點(diǎn)，多孔、質(zhì)輕、截留效果好、容易掛腿易反宜清洗及制備陶粒的原料廣泛且價(jià)眾利用硅酸鹽盡礦制備水處理謔料.也符命我國可持續(xù)境展的要求(胡家瑋.2009兒蟲處埋陶粒的制備基本工藝如第一章所述但基于水處理遞料所要求的某些持忤能.制搟工藝勞整與制缶建筑陶拉不同"但仍是以錐盡礦漬為原料，添加于攵煤粉作為助燃劑°按罠防一議的制備工藝涌邸將混合好的原料經(jīng)于工造粒3-Snim擁斤105*C烘箱進(jìn)行F燥加便含水率在0%-15%置卜爐溫為750t-IO5OC的勺卅爐中，升溫»SS后在1120T?1】60"C槪燒20mi

2、ngOminH然冷卻口4.1實(shí)驗(yàn)4.11物理化學(xué)性能測試陶粒比表而積測定，采用BET秋；此林堆積畜度、粒補(bǔ)、醱、堿可溶率按水處理用人工陶粒濾料(CJ/T299-2008(國家標(biāo)淮匯編，1999).丄2結(jié)果與討論表4-1是陶粒的一童物理性能參數(shù)，包括堆積密度.比表面積及敲可洛率等.此性能參數(shù)是進(jìn)料溫度1050C.燒結(jié)謝度mor.保謚吋fp60wiinb的陶粒制叢4-1彌較性能耋數(shù)粒徑(mm顆粒密度(g/cm3堆執(zhí)？(g/unJ杵度比衣商利酸刖客睜<%)法國陶粒3.5-6,21.55088L.4國產(chǎn)陶粒Lh70.794.11<0.22白制3-SL270.5827.81<0.805

3、04030燒結(jié)溫度對陶粒性能影響4.2.1.1燒結(jié)溫度與氣孔率的關(guān)系如圖4-1所示燒結(jié)溫度與氣幾率的關(guān)系圖.由圖可見，在所設(shè)溫度范用內(nèi)，氣孔率隨溫度總休是由小變大，又逐漸降低的過程。丨140C以下氣孔率較低，樣品仍保留原來物相組成與結(jié)構(gòu)，兒乎未發(fā)生膨脹。在lhlOC左右，氣孔率較大,因燒失成分反應(yīng)完全，氣孔率也出現(xiàn)了極大值.溫度高FH40-C后，開始出現(xiàn)過多熔融相，氣孔變小甚至消失，樣品出現(xiàn)過燒。陶粒作為濾料的時(shí)候，希望氣孔率校大為宜，這樣就可以有絞大的比表而積作為微生物的我體70-6020-112D溫度"圖4-1燒結(jié)溫度與氣孔率的關(guān)系燒結(jié)溫度與酸堿可溶率的關(guān)系將濾料樣品用水洗凈，在

4、110C的干燥箱中干燥至恒雖。稱訛洗凈干燥樣品50g,SF500mL燒杯中，加人1+1鹽酸（1體枳分析純鹽酸與1體積水混合）163mL（便樣品完全浸沒）.在室溫下靜色偶作攪拌，待停止發(fā)泡30min后,傾出鹽酸溶液，用水反復(fù)洗滌樣品（注總不要讓佯品流失），直至用pH試紙儉査洗凈水呈中件為止。把洗凈后的樣品移人己恒量的稱aiio-c的干燥箱中干燥至恒城。堿可溶率與酸可溶率方法相同，試劑改為氮氧化鈉即可。計(jì)算方式如下:GG1C=-x100G式中.C為酸/堿可溶率.%：G為加酸或誠前樣品的質(zhì)量,g：G1為加酸或堿后樣品的質(zhì):g：JO3876511ooooO1H9皿雯嚴(yán)C1150-0.06(寶)1S04

5、-圖4-2燒結(jié)溫度與酸/破溶出率的關(guān)系如圖4-2可知.陶粒制品的酸緘可溶率隨燒結(jié)溫度升高而降低的趨勢.分析原因是因?yàn)闊Y(jié)溫度升高.玻璃相越多.熔體中SiO?含雖越高.可溶化物相就越少.燒結(jié)溫度與吸水率的關(guān)系吸水率是評價(jià)陶粒濾料吸附性能的重要指標(biāo)。作為濾料的陶粒.吸水率人比較有利于吸附.靈li芝春1120130們剤11501180ifisrc圖4-3燒結(jié)溫度與吸水率的關(guān)系4.2.2保溫時(shí)間對陶粒性能的影響42.2.I保溫時(shí)間與氣孔率的關(guān)系20min前.反應(yīng)不完全.生成氣體量少，并且樣品欠燒，因此氣孔率非常小。當(dāng)60min時(shí)原料燒失組分分解較完全Z后隨時(shí)何增加，內(nèi)部結(jié)構(gòu)趨致密化,氣幾率幵始減少.7

6、00000-40-30-ZO-100080JtlDl.rrniou圖4-4保溫時(shí)間與氣孔率的關(guān)系4.2.3進(jìn)料溫度打吸水率的關(guān)系很據(jù)前一除肖的研丸知道進(jìn)料溫度圧杉響鍛盡礦陶粒結(jié)構(gòu)性能非常重耍的因素，而應(yīng)用為水處理濾料時(shí)，希望陶粒的吸水率盡可能大。如缶5所示為燒結(jié)溫度1140-C,保溫時(shí)間40min時(shí).進(jìn)料溫度與吸水率的關(guān)系.°III*III75080035090095010001093溫腹廠C圖4-5逬料溫度與吸水率的關(guān)系43吸附實(shí)驗(yàn)磷的吸附實(shí)驗(yàn)為了證明陶粒的吸附性，自制了模擬富磷污水，進(jìn)行磷的吸附實(shí)驗(yàn)。本試驗(yàn)利用燒制的錠尾礦陶粒進(jìn)行廢水中磷的吸附以證明其吸附性O(shè)4.3.1.1陶粒制

7、備本次吸附實(shí)驗(yàn)所用陶粒.是燒結(jié)溫度1140-C,進(jìn)料隘度1050-C,保隘時(shí)何40min時(shí)所制紂的陶粒制品。含磷廢水的配置將瞬二氫鉀（KH;PO4）于liot干燥2h,征干燥器中冷茸稱取0.2197g溶于水，修入500mL容量瓶中此溶痕每毫升含100.0咫磷（以P廿）從容量瓶中取10mL該涪棧移入到100mL容量和中，加木希程到標(biāo)線，此礦瘩俶每毫開含100昭禱以P計(jì)）。動態(tài)吸附實(shí)驗(yàn)本實(shí)驗(yàn)采用動態(tài)吸附的方法庠存仙，2003）.室溫下，將制備好的隆粒混合均勻裝入10mL汗珈飄附柱.將自制的初貽濃度為long,!的含磷廢水勻速耕下。采用定時(shí)取樣的方法啟樣,即從進(jìn)怪岀氷吋間幕起，開始町毎展2個(gè)小對取1

8、次水樣,共取3次，分別記為gt3,然后冬Iffi4個(gè)|、時(shí)取1次水樣,茯取2次，分別記為（4,15,再每隔8小時(shí)取1次水樣,井職2次，分別記為t6.t7：最后每隔12小時(shí)取1次水樣.共職2次分別記為9.取樣過程厲經(jīng)48小時(shí)，共取樣品9個(gè)。檢測項(xiàng)目及方法磷酸鹽：采用樹締抗分光光度法結(jié)果與討論由實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，陶粒對磷的吸附效果很好.陶粒對總磷的去除率隨著時(shí)何的延長而逐漸降低，在11刻達(dá)到吸附時(shí)的最大值.因此，猛用礦陶?？梢詰?yīng)用為水處理濾材.表4-2由粒對總瑣吸附實(shí)驗(yàn)結(jié)卑水樣tlt2t3t4t5t6t7tst9去除率/%81.0178.3470.9464.2255.78423326.9412.927

9、.01廢水妓留fit/mgL-11.9222.93.64.45.773&79.2807OG05O403O2010o10o10eoI2033旳罔5圖4-5陶粒對璘的去除率除油性能實(shí)驗(yàn)4.3.2.I含油廢水的配晝將乳化油（主要成分為機(jī)油、乳化劑、潤滑防腐劑）配登成2g譏的含油廢水。項(xiàng)目檢測及方法進(jìn)出水含油濃度：紫外分光光度法除油實(shí)驗(yàn)將洗凈的陶粒各収10g裝入250mL錐形瓶內(nèi)加入100mL的模擬含油廢水，放直在水浴恒溫振蕩器內(nèi)，溫度為30*C,振速為：0r/mm0另外，在錐形瓶中加入100mL的模擬廢水.以作空白對照.每隔50min1|Z上潔液2mL測定含油濃度.4.3.2.4除油時(shí)間與除

10、油效率的關(guān)系如圖4-6,可知，1I4O*C燒制的陶粒制品在初始除油效率和晟后一次取樣的除油效率.均優(yōu)其他溫度.TO8M413OR去*4心睪±-H30-C->-1140*0-A-1150-C4JD2D«UOJBU1UUlaAJ14U12U時(shí)l/min圖4-6不同燒結(jié)溫度制備的陶粒除油時(shí)間與除油效果關(guān)系圖4.3.2.2燒結(jié)溫度與除油效果的關(guān)系如14-7所示為油時(shí)間為30min時(shí)，不同燒結(jié)溫度下制條的，銹尾礦渣陶粒除油效率隨燒結(jié)溫度的變化。從圖4-7可以看出，陶粒制品仃個(gè)最佳燒結(jié)溫度,木丈驗(yàn)燒結(jié)溫度以,H40-C為宜。隘度過髙或過低均會導(dǎo)致除油效率卜降，但是燒結(jié)隘度的范I科

11、較窄，這給陶粒的燒制工藝控制增加了難度。圖4-7陶粒燒結(jié)混度與除油效滅關(guān)系圖結(jié)果討論1）猛尾礦渣制備的陶粒仃較大的比衣面積以及較髙的吸附率.X進(jìn)料溫度1050-C時(shí)制備的陶粒制品表面有多微孔結(jié)構(gòu)，其，滿足水處理陶粒的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求，疔較好的處理含油廢水的能力，處理效率最大能達(dá)65%。2. 燧足礦渣的燒結(jié)隘度對陶粒表面董孔結(jié)構(gòu)的形成冇著很重耍的影響，船度過低或過高都會導(dǎo)致除油效率降低，只仃選擇-個(gè)最適宜的燒結(jié)溫度才能保證鐳尾礦陶粒最佳的除油效率。鐳礦渣是典型的硅酸鹽固休廢棄物，在我國湖南、貴州等省區(qū)存雖巨大。錠礦渣的資源化利用是科技界長期關(guān)注的問題本論文以猛礦渣的資源化利用為II標(biāo),在對鐳尾礦詳細(xì)

12、的成分、物相、粒度和熱相變特征研宛基礎(chǔ)上，開展以議尾礦為原料制備燒結(jié)陶粒的工藝研憲，并對制品作為建筑陶粒及水處理用陶粒的理化性能進(jìn)行評價(jià),取得如下主要成果:1. 鍛尾礦的化學(xué)成分以SiO2(34.98%)和A120j(9.66%)為上，揮發(fā)份含量高(28.86%)：K物相以石英和伊利石為主要組成:鐳尾礦粉末粒度較細(xì),平均粒徑87.89舊m熱相變溫度較低。鉉尾礦的成分和物相特點(diǎn)基本滿足制條燒結(jié)陶粒的要求。2. 采用燒結(jié)工藝制備了建筑用陶粒，確定了優(yōu)化的工藝條件：進(jìn)料溫度850燒成溫度1I40-C,保溫時(shí)何60min.快連冷卻：制品的堆枳密度為O.882g/cm吸水率為4%,筒壓強(qiáng)度為9.5MPa,達(dá)到國標(biāo)GB/T17431.2-1998中對輕集料的要求.3. 確定以鐳尾礦制備水處理陶粒的優(yōu)化工藝條件：進(jìn)料隘度1050-C.燒結(jié)溫度為1140*C,保溫時(shí)間60min,門然冷卻：陶粒濾料具有較大的吸水率(32%),且陶粒表面結(jié)釉不明顯:該陶粒對磷的最大去除率為81.01%。作為水處理濾料,具備較優(yōu)斤的性能。4. 分析以為，鐳尾礦較細(xì)的粒度，含有伊利石礦物等特點(diǎn)，為典作為燒結(jié)陶粒的成型造粒奠定了基礎(chǔ)：其較高的揮發(fā)份含雖:是其燒結(jié)膨脹并產(chǎn)生大雖氣泡的巫要原因：其較為適中的SiO?和AJOj含雖以及較高的鐵、猛含量，為英在較低隘度下燒結(jié)和膨脹