本發(fā)明涉及以鋁表面處理固體廢棄物為原料制備水泥添加劑的方法，屬于廢棄資源利用
技術(shù)領(lǐng)域：
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背景技術(shù)：
：鋁型材表面處理過程產(chǎn)生大量的膠體狀廢液，針對(duì)廢液主要含各種金屬離子及懸浮物的特性，通常采用中和調(diào)節(jié)及混凝沉淀法工藝，得到廢水污泥，污泥進(jìn)一步脫水即為含鋁的廢水堿渣。鋁型材工業(yè)廢水堿渣純度極高，主要成分是低結(jié)晶的氧化鋁水合物。廢水堿渣中氧化鋁、氫氧化物及其水合物的含量達(dá)到90％以上，而且具有粒子超細(xì)、活性很高的特點(diǎn)。由于在鋁合金前處理工藝中常采用氟化物作為添加劑，廢水中的氟離子較難去除，導(dǎo)致鋁型材工業(yè)含氟廢水堿渣的回收利用非常困難。工業(yè)污泥屬于工業(yè)固廢，我國(guó)對(duì)工業(yè)固廢處理、處置的原則是“無害化、減量化、資源化”。目前一般采用的辦法是焚燒、填埋和綜合利用。但具體到工業(yè)污泥，特別是成分復(fù)雜的工業(yè)污泥，主要是在保證無害化的前提下，做到減量化和資源化。但目前我國(guó)的技術(shù)路線并不明了，一旦監(jiān)管出現(xiàn)問題，便可能導(dǎo)致污染事件的發(fā)生。專家認(rèn)為，工業(yè)污泥危害性較大，在處理處置當(dāng)中，無害化應(yīng)是第一原則。目前，我國(guó)工業(yè)污泥處理處置基本上處于“無序”狀態(tài)，一些企業(yè)只看到工業(yè)污泥的資源化利用潛力，對(duì)工業(yè)污泥危害性重視不夠，政府部門也缺乏監(jiān)管，如何做到無害化與資源化的協(xié)調(diào)，成為企業(yè)和政府要解決的問題。工業(yè)污泥成分更為復(fù)雜，含有汞、鎘、鉻等毒性成分的重金屬污染物等。污水中重金屬離子約有50％以上轉(zhuǎn)移到污泥中，污泥中的重金屬離子含量一般都較高。對(duì)此高危害的污泥須進(jìn)行無害化處理處置，防止造成環(huán)境污染。由于我國(guó)的工業(yè)污泥處理處置近幾年才起步，大部分企業(yè)產(chǎn)生的工業(yè)污泥并沒有得到妥善處置。本發(fā)明旨在提供一種安全環(huán)保的鋁型材工業(yè)污泥的資源化處理方法，處理完成后的污泥可以用于制作水泥添加劑，具有重要的環(huán)保和經(jīng)濟(jì)意義?！禖aO雜質(zhì)對(duì)鋁型材廠工業(yè)污泥合成堇青石材料晶相結(jié)構(gòu)及其含量影響》研究發(fā)現(xiàn)CaO雜質(zhì)含量從1.2～2.5％對(duì)合成堇青石有利:從2.5～2.8％堇青石含量開始下降:確定2.5％為CaO雜質(zhì)最佳存在量，其對(duì)應(yīng)的堇青石含量為91％?！朵X型材廠工業(yè)污泥中重金屬的含量及浸出特性》:鋁型材污泥屬于中性偏堿性物質(zhì),主要由含量在50％以上的Al2O3組成；各試樣中Cu、Pb、Zn、Ni、Cd及Cr的總含量的分布趨勢(shì)基本一致，其中Pb、Cd的含量較低，Cu、Zn、Ni及Cr的含量較高，浸出毒性試驗(yàn)表明鋁型材污泥屬于非危險(xiǎn)廢物，污泥中各重金屬的浸出特性各不相同，這可能主要與它們?cè)谠嚇又械目偤考敖鲆旱淖罱KpH值有關(guān)。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：現(xiàn)有技術(shù)中鋁表面處理固體廢棄物中的重金屬含量較高，存在一定的安全隱患，且氧化鈣等雜質(zhì)的影響著終產(chǎn)品的晶型結(jié)構(gòu)以及物化特性，基于此，本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足提供了一種環(huán)保節(jié)能，且性能優(yōu)異的水泥添加劑，其以鋁表面處理固體廢棄物為原料，具有較高的經(jīng)濟(jì)意義和環(huán)保意義。本發(fā)明是采用如下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)以上目的：一種以鋁表面處理固體廢棄物為原料制備水泥添加劑的方法，它包括如下具體步驟：1)將鋁表面處理固體廢棄物加入其質(zhì)量的4-5倍的自來水稀釋，向其中加入體積比為10-15％的假單胞菌種子液，調(diào)節(jié)混合溶液的pH在6.8-7.5，溫度控制在28-30℃，自然發(fā)酵28-26小時(shí)；2)將發(fā)酵液中加入工業(yè)鹽酸調(diào)節(jié)發(fā)酵液的pH為2.8-4.5之間，過濾后的固體廢棄物自然風(fēng)干，控制其含水量至30％-40％左右，得到中間產(chǎn)物a；3)將中間產(chǎn)物a使用球磨機(jī)磨至300μm-500μm，向其中加入十二烷基苯磺酸鈉、硫酸亞鐵、以及碳酸鋁銨進(jìn)行一次煅燒，一次煅燒的溫度控制在600-750℃，煅燒時(shí)間為2-3h，得到中間產(chǎn)物b；其中一次煅燒中各物質(zhì)的重量份數(shù)為：中間產(chǎn)物a55-70份，十二烷基苯磺酸鈉25-30份，硫酸亞鐵10-12份，碳酸鋁銨5-8份；4)將一次煅燒后所得的產(chǎn)品中間產(chǎn)物b使用球磨機(jī)磨至300μm-500μm，向其中加入硅酸鈉和二氧化硅進(jìn)行二次煅燒，其中二次煅燒溫度為900-1100℃，煅燒時(shí)間為0.5-1h，得到中間產(chǎn)物c，二次煅燒中各物質(zhì)的重量份數(shù)為：中間產(chǎn)物b80-85份，硅酸鈉2-8份，二氧化硅7-10份；5)將中間產(chǎn)物c自然冷卻至室溫后取出，使用球磨機(jī)磨至20-35μm的微細(xì)粉體，即可得到水泥添加劑。上述所述的以鋁表面處理固體廢棄物為原料制備水泥添加劑的方法中，所述的假單胞菌的種子液中菌密度不低于5×109個(gè)/mL，所述的種子液中假單胞菌處于對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期。假單胞菌發(fā)酵過程產(chǎn)生大量的氨基酸以及膠質(zhì)物質(zhì)，其可以消耗掉鋁表面處理固體廢棄物中有機(jī)物質(zhì)，并大幅度減低鋁表面處理固體廢棄物中的重金屬的含量如鉻，鉛，鎳等重金屬離子。上述所述的以鋁表面處理固體廢棄物為原料制備水泥添加劑的方法中，所述步驟2)中過濾的篩網(wǎng)孔徑為80-120目。步驟2)調(diào)節(jié)pH可以將部分重金屬離子轉(zhuǎn)換為離子狀態(tài)，通過過濾可以進(jìn)一步減低重金屬離子的含量。申請(qǐng)人發(fā)現(xiàn)，步驟1)和步驟2)在降低重金屬離子方面具有顯著的協(xié)同效果，通過上述處理可以將重金屬離子中95％予以去除。上述所述的以鋁表面處理固體廢棄物為原料制備水泥添加劑的方法中，所述的步驟3)中一次煅燒溫度為680℃，煅燒時(shí)間為2.5h。所述的一次煅燒中各物質(zhì)的重量份數(shù)為：中間產(chǎn)物a63份，十二烷基苯磺酸鈉27份，硫酸亞鐵11份，碳酸鋁銨7份；上述所述的以鋁表面處理固體廢棄物為原料制備水泥添加劑的方法中，所述步驟4)中二次煅燒溫度為1000℃，煅燒時(shí)間為0.8h。所述的二次煅燒中各物質(zhì)的重量份數(shù)為：中間產(chǎn)物b83份，硅酸鈉6份，二氧化硅8份。本發(fā)明上述所述的方法制備得到產(chǎn)品可以用作水泥添加劑，其可以起到提高水泥強(qiáng)度與耐久性的作用。所述的產(chǎn)品比表面在105～170m2/g之間，粉體粒度在20～35μm之間，具有很高的反應(yīng)活度，符合高強(qiáng)度阿利特-硫鋁酸鋇鈣水泥用添加劑的要求，而且本發(fā)明與市售的水泥添加劑相比更為安全環(huán)保。本發(fā)明采用上述技術(shù)解決方案所能達(dá)到的有益效果是：1)本發(fā)明利用鋁表面處理固體廢棄物煅燒后得到的混合產(chǎn)物具有高活性，經(jīng)球磨制備成微米級(jí)微細(xì)粉體后，比表面達(dá)到105～170m2/g，平均粒徑小為20～35μm，用于阿利特-硫鋁酸鋇鈣水泥的添加劑，可以起到提高水泥強(qiáng)度與耐久性的作用。2)本發(fā)明所述的產(chǎn)品更為安全環(huán)保，用于水泥添加劑時(shí)其重金屬含量更低，更符合現(xiàn)代綠色安全生活的要求。3)通過燒結(jié)過程中添加劑的分解與氣體擴(kuò)孔作用，降低燒結(jié)過程的致密化，并提高產(chǎn)物的活性。煅燒后的堿渣在經(jīng)過球磨機(jī)的球磨之后，存在部分超細(xì)粒子，因其表面存在晶格缺陷、空位和位錯(cuò)，造成表面的不均一性，使活性大大提高，在高溫下的固相反應(yīng)和燒結(jié)推動(dòng)力大，作為添加劑有利于水泥的燒結(jié)與制備。具體實(shí)施方式實(shí)施例1一種以鋁表面處理固體廢棄物為原料制備水泥添加劑的方法，它包括如下具體步驟：1)將鋁表面處理固體廢棄物加入其質(zhì)量的4倍的自來水稀釋，向其中加入體積比為10％的假單胞菌種子液，調(diào)節(jié)混合溶液的pH在6.8，溫度控制在28℃，自然發(fā)酵28小時(shí)；2)將發(fā)酵液中加入工業(yè)鹽酸調(diào)節(jié)發(fā)酵液的pH為2.8之間，過濾后的固體廢棄物自然風(fēng)干，控制其含水量至30％左右，得到中間產(chǎn)物a；3)將中間產(chǎn)物a使用球磨機(jī)磨至300μm，向其中加入十二烷基苯磺酸鈉、硫酸亞鐵、以及碳酸鋁銨進(jìn)行一次煅燒，一次煅燒的溫度控制在600℃，煅燒時(shí)間為2，得到中間產(chǎn)物b；其中一次煅燒中各物質(zhì)的重量份數(shù)為：中間產(chǎn)物a55份，十二烷基苯磺酸鈉25份，硫酸亞鐵10份，碳酸鋁銨5份；4)將一次煅燒后所得的產(chǎn)品中間產(chǎn)物b使用球磨機(jī)磨至300μm，向其中加入硅酸鈉和二氧化硅進(jìn)行二次煅燒，其中二次煅燒溫度為900℃，煅燒時(shí)間為0.5h，得到中間產(chǎn)物c，二次煅燒中各物質(zhì)的重量份數(shù)為：中間產(chǎn)物b80份，硅酸鈉2份，二氧化硅7份；5)將中間產(chǎn)物c自然冷卻至室溫后取出，使用球磨機(jī)磨至20μm的微細(xì)粉體，即可得到水泥添加劑。所述的水泥添加劑按照添加比例為8％添加后可以是水泥的硬度提高13％。實(shí)施例2一種以鋁表面處理固體廢棄物為原料制備水泥添加劑的方法，它包括如下具體步驟：1)將鋁表面處理固體廢棄物加入其質(zhì)量的5倍的自來水稀釋，向其中加入體積比為15％的假單胞菌種子液，調(diào)節(jié)混合溶液的pH在7.5，溫度控制在30℃，自然發(fā)酵26小時(shí)；2)將發(fā)酵液中加入工業(yè)鹽酸調(diào)節(jié)發(fā)酵液的pH為4.5之間，過濾后的固體廢棄物自然風(fēng)干，控制其含水量至40％左右，得到中間產(chǎn)物a；3)將中間產(chǎn)物a使用球磨機(jī)磨至500μm，向其中加入十二烷基苯磺酸鈉、硫酸亞鐵、以及碳酸鋁銨進(jìn)行一次煅燒，一次煅燒的溫度控制在750℃，煅燒時(shí)間為3h，得到中間產(chǎn)物b；其中一次煅燒中各物質(zhì)的重量份數(shù)為：中間產(chǎn)物a70份，十二烷基苯磺酸鈉30份，硫酸亞鐵12份，碳酸鋁銨8份；4)將一次煅燒后所得的產(chǎn)品中間產(chǎn)物b使用球磨機(jī)磨至500μm，向其中加入硅酸鈉和二氧化硅進(jìn)行二次煅燒，其中二次煅燒溫度為1100℃，煅燒時(shí)間為1h，得到中間產(chǎn)物c，二次煅燒中各物質(zhì)的重量份數(shù)為：中間產(chǎn)物b85份，硅酸鈉8份，二氧化硅10份；5)將中間產(chǎn)物c自然冷卻至室溫后取出，使用球磨機(jī)磨至35μm的微細(xì)粉體，即可得到水泥添加劑。所述的水泥添加劑按照添加比例為6％添加后可以是水泥的硬度提高17％。實(shí)施例3一種以鋁表面處理固體廢棄物為原料制備水泥添加劑的方法，它包括如下具體步驟：1)將鋁表面處理固體廢棄物加入其質(zhì)量的5倍的自來水稀釋，向其中加入體積比為10％的假單胞菌種子液，調(diào)節(jié)混合溶液的pH在7.5，溫度控制在28℃，自然發(fā)酵26小時(shí)；2)將發(fā)酵液中加入工業(yè)鹽酸調(diào)節(jié)發(fā)酵液的pH為2.8之間，過濾后的固體廢棄物自然風(fēng)干，控制其含水量至40％左右，得到中間產(chǎn)物a；3)將中間產(chǎn)物a使用球磨機(jī)磨至300μmm，向其中加入十二烷基苯磺酸鈉、硫酸亞鐵、以及碳酸鋁銨進(jìn)行一次煅燒，一次煅燒的溫度控制在680℃，煅燒時(shí)間為2.5h，得到中間產(chǎn)物b；其中一次煅燒中各物質(zhì)的重量份數(shù)為：中間產(chǎn)物a68份，十二烷基苯磺酸鈉28份，硫酸亞鐵11份，碳酸鋁銨7份；4)將一次煅燒后所得的產(chǎn)品中間產(chǎn)物b使用球磨機(jī)磨至400μm，向其中加入硅酸鈉和二氧化硅進(jìn)行二次煅燒，其中二次煅燒溫度為1000℃，煅燒時(shí)間為0.5-1h，得到中間產(chǎn)物c，二次煅燒中各物質(zhì)的重量份數(shù)為：中間產(chǎn)物b83份，硅酸鈉6份，二氧化硅8份；5)將中間產(chǎn)物c自然冷卻至室溫后取出，使用球磨機(jī)磨至25μm的微細(xì)粉體，即可得到水泥添加劑。所述的水泥添加劑按照添加比例為5％添加后可以是水泥的硬度提高25％。實(shí)施例4一種以鋁表面處理固體廢棄物為原料制備水泥添加劑的方法，它包括如下具體步驟：1)將鋁表面處理固體廢棄物加入其質(zhì)量的4倍的自來水稀釋，向其中加入體積比為15％的假單胞菌種子液，調(diào)節(jié)混合溶液的pH在7.5，溫度控制在30℃，自然發(fā)酵286小時(shí)；2)將發(fā)酵液中加入工業(yè)鹽酸調(diào)節(jié)發(fā)酵液的pH為3.6之間，過濾后的固體廢棄物自然風(fēng)干，控制其含水量至35％左右，得到中間產(chǎn)物a；3)將中間產(chǎn)物a使用球磨機(jī)磨至300μmμm，向其中加入十二烷基苯磺酸鈉、硫酸亞鐵、以及碳酸鋁銨進(jìn)行一次煅燒，一次煅燒的溫度控制在750℃，煅燒時(shí)間為2.5h，得到中間產(chǎn)物b；其中一次煅燒中各物質(zhì)的重量份數(shù)為：中間產(chǎn)物a65份，十二烷基苯磺酸鈉29份，硫酸亞鐵12份，碳酸鋁銨7份；4)將一次煅燒后所得的產(chǎn)品中間產(chǎn)物b使用球磨機(jī)磨至500μm，向其中加入硅酸鈉和二氧化硅進(jìn)行二次煅燒，其中二次煅燒溫度為900℃，煅燒時(shí)間為0.8h，得到中間產(chǎn)物c，二次煅燒中各物質(zhì)的重量份數(shù)為：中間產(chǎn)物b82份，硅酸鈉4份，二氧化硅7份；5)將中間產(chǎn)物c自然冷卻至室溫后取出，使用球磨機(jī)磨至35μm的微細(xì)粉體，即可得到水泥添加劑。所述的水泥添加劑按照添加比例為6％添加后可以是水泥的硬度提高15％。實(shí)施例5一種以鋁表面處理固體廢棄物為原料制備水泥添加劑的方法，它包括如下具體步驟：1)將鋁表面處理固體廢棄物加入其質(zhì)量的4-5倍的自來水稀釋，向其中加入體積比為10-15％的假單胞菌種子液，調(diào)節(jié)混合溶液的pH在6.85，溫度控制在28℃，自然發(fā)酵28小時(shí)；2)將發(fā)酵液中加入工業(yè)鹽酸調(diào)節(jié)發(fā)酵液的pH為3.9之間，過濾后的固體廢棄物自然風(fēng)干，控制其含水量至30％左右，得到中間產(chǎn)物a；3)將中間產(chǎn)物a使用球磨機(jī)磨至350μm，向其中加入十二烷基苯磺酸鈉、硫酸亞鐵、以及碳酸鋁銨進(jìn)行一次煅燒，一次煅燒的溫度控制在650℃，煅燒時(shí)間為2.5h，得到中間產(chǎn)物b；其中一次煅燒中各物質(zhì)的重量份數(shù)為：中間產(chǎn)物a68份，十二烷基苯磺酸鈉27份，硫酸亞鐵10份，碳酸鋁銨6.5份；4)將一次煅燒后所得的產(chǎn)品中間產(chǎn)物b使用球磨機(jī)磨至400μm，向其中加入硅酸鈉和二氧化硅進(jìn)行二次煅燒，其中二次煅燒溫度為1000℃，煅燒時(shí)間為0.5-1h，得到中間產(chǎn)物c，二次煅燒中各物質(zhì)的重量份數(shù)為：中間產(chǎn)物b81份，硅酸鈉5份，二氧化硅9份；5)將中間產(chǎn)物c自然冷卻至室溫后取出，使用球磨機(jī)磨至30μm的微細(xì)粉體，即可得到水泥添加劑。所述的水泥添加劑按照添加比例為8％添加后可以是水泥的硬度提高20％。實(shí)施例6將實(shí)施例1-5所述的水泥添加劑進(jìn)行重金屬含量檢測(cè)，確定重金屬含量清除率。同時(shí)與市售的水泥添加劑進(jìn)行對(duì)比，所述的水泥添加劑按照專利申請(qǐng)201110324992.X所述的制備方法制得。樣品鉻清除率％鎳清除率％鈀清除率％鉛清除率％實(shí)施例192.695.694.892.8實(shí)施例292.593.597.495.6實(shí)施例392.896.497.995.8實(shí)施例492.394.596.496.6實(shí)施例593.193.597.495.6市售水泥添加劑65.345.619.236.4以上所述的僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明創(chuàng)造構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。當(dāng)前第1頁1 2 3