基于高炉渣的重金属废水净化材料的研制
用炼钢脱硫渣制备废水除铅材料
利用脱硫灰渣研制高效废水净化材料洪志发韩蓉伍健张宝典林珠妹福州大学材料科学与工程学院摘要本实验以炼钢厂的脱硫灰渣作为研究对象，研究脱硫灰渣的除铅性能及除铅效果。
将脱硫灰渣与添加剂按一定的比例混合，成型，制成比表面积较大的空心柱状试样，含有水泥的试样在水中养护28天。
采用火焰原子吸收光谱测定废水中铅的含量。
实验结果表明，试验表明，试样吸附铅的最佳条件为：脱硫渣的含量为81%，添加剂选用水泥，pH值为7，温度为30℃。
采用SEM分析表征样品除铅前后微观结构的变化，得出试样只是将铅吸附在表面上，有利用材料的回收在利用。
关键词：脱硫灰渣，含铅废水处理，废物利用1 引言福建水库、海湾、城市内河等半封闭性水体较多，由于水流迟缓，水体交换能力差，水质更新周期长，各种电池、电镀、印刷行业的含铅废水排放，铅及其化合物对人体健康极为有害，为了保护环境，含铅废水在排放前必须进行治理。
脱硫灰渣作为脱硫产物，如果处理不妥将会造成对水源、土壤、海洋及大气的二次污染。
在其综合利用上也存在着多种障碍，随着灰渣排放量越来越大，解决其灰渣的综合应用问题已迫在眉睫。
目前国内外对于干法与半干法产生的脱硫渣多以抛弃方式处理，如回填废矿坑、选择专门的抛弃场地堆放等，以致造成二次污染。
然而，利用脱硫灰渣的吸附性对工业废水进行处理可谓以废治废且费用低廉，处理效果好。
脱硫产物主要来自火电厂和钢铁厂，随着烟气脱硫工艺的推广脱硫产物逐年增长。
脱硫产物既是资源但同时也带来废物处理难题，未能得到有效的处置和利用，而是作为废物堆放着，这既占用了大量宝贵土地，又有可能造成二次污染。
近年来，人们一直在为烟气脱硫产物寻找合理的利用途径。
铅化合物以其优异的性能，在国民经济各领域获得了非常广泛的应用，因而也使得多种工业废水成了水体中铅的污染源。
其中能造成环境铅污染的最主要工业部门有：矿石的采掘和冶炼；铅蓄电池制造、汽油添加剂生产；铅管、铅线、铅板生产；含铅颜料、涂料、农药、合成树脂生产；其他各种铅化合物生产。
科技成果——有色冶炼重金属废水生物制剂深度净化新工艺
科技成果——有色冶炼重金属废水生物制剂深度净化新工艺适用范围有色重金属冶炼废水、有色金属压延加工废水、矿山酸性重金属废水、电镀、化工等行业的重金属废水处理。
技术原理生物制剂是以硫杆菌为主的复合特异功能菌群在非平衡生长（缺乏氮、氧、磷、硫）条件下大规模培养形成的代谢产物与某种无机化合物复配，形成的一种带有大量羟基、巯基、羧基、氨基等功能基团的聚合物，使用过程无需进行分离纯化，也不需外加营养源。
生物制剂在低pH条件下呈胶体粒子状态存在，富含羟基基团，其中氧原子有两个未共用的电子对占据两个sp3杂化轨道，可与金属离子Cu2+、Pb2+、Zn2+、Hg2+、Cd2+成键形成生物配合体。
生物制剂可通过对金属离子的络合配位，并形成溶度积非常小的、含有多种元素的非晶态的化合物，从而使重金属离子高效脱除。
脱钙剂中的碳酸根离子与钙离子生成碳酸钙晶体。
生物制剂与重金属配合后经水解形成的非晶态絮状沉淀，可作为碳酸钙沉淀晶种，有助于渣水分离，使出水水质稳定。
工艺流程重金属废水经收集进入调节池进行水质及水量均化，均化后的废水通过提升泵进入配合反应池，在配合反应池中加入生物制剂发生配合反应；在水解反应池中加入碱液调节体系pH值至9左右，使生物制剂与重金属形成的络合物形成颗粒沉淀；然后根据需要在脱钙反应池中加入脱钙剂协同脱钙；最后在絮凝反应池内加入PAM发生絮凝作用后进入沉淀池实现固液分离，沉淀池的上清液自流至清水池，清水池出水经硫酸调节至6-9后达标外排或回用。
沉淀池的底流由污泥泵输送至污泥浓缩池进行浓缩，浓缩后的上清液自流至调节池，浓缩后的污泥进行资源回收或安全处置。
主要技术指标（1）药剂投加量生物制剂：液体，密度1.30kg/L，投加量为（0.3-0.7）×总金属离子浓度（mg/L）；碱：浓度约为30%，投加量与废水pH值有关；絮凝剂：浓度约为0.1%，投加量2-4g/m3废水；脱钙剂投加量和待脱除的钙离子浓度有关，以摩尔比1：1投加；浓硫酸：浓度为98%；投加量为10-20g/m3废水。
高炉炉渣处理与资源化利用技术研究
高炉炉渣处理与资源化利用技术研究近年来，随着工业生产的不断发展，高炉炉渣作为一种常见的工业废弃物，如何进行有效的处理和资源化利用已成为一个备受关注的问题。
本文将从高炉炉渣的特点、炉渣处理技术以及资源化利用方面展开论述。
首先，我们需要了解高炉炉渣的特点。
高炉炉渣主要由矿渣和工艺渣两部分组成。
矿渣主要是铁矿石在高温条件下还原和熔化生成的，而工艺渣则主要是焦炭灰、烧结矿砂等在高炉内燃烧生成的。
由于高炉操作的连续性，炉渣中也会包含少量的冶炼渣、废弃物等杂质。
传统上，高炉炉渣的处理方式主要是填埋和堆放。
然而，这种处理方式存在很多问题。
填埋会导致土地资源的浪费和环境污染，而长时间的堆放则容易造成渗滤液的渗出和大气中有害气体的排放。
因此，炉渣处理技术的研究和创新势在必行。
目前，炉渣处理技术主要包括物理处理、化学处理和生物处理等几种方法。
物理处理主要是利用筛分、磁选、重力分选等方法将炉渣中的金属物质和其他有用物质分离出来，以达到减少炉渣体积和减少对环境的影响。
化学处理则是利用酸碱等化学试剂对炉渣进行脱硫、脱磷等处理，使得炉渣中的有害物质得到降解和转化。
生物处理是利用微生物的作用对炉渣进行降解和转化，实现对炉渣中有机物和重金属的去除。
除了传统的处理技术外，资源化利用技术也是炉渣处理的另一个重要方向。
在资源化利用技术中，炉渣可以被转化为建筑材料、水泥、道路铺设材料等高附加值的产品。
例如，在水泥生产过程中，炉渣可以取代部分水泥原料，减少对天然资源的依赖并降低环境污染。
此外，炉渣还可以被转化为颗粒活性炉渣、高温液相炉渣等陶瓷材料，用于建筑材料和环保装备制造。
为了进一步提高炉渣处理与资源化利用的效益，需要加强技术研究和创新。
一方面，通过优化处理流程、提高处理效率和降低处理成本，可以实现对炉渣的高效处理。
另一方面，通过开展新材料的研发和产业化推广，可以扩大炉渣的资源化利用范围。
此外，还需加强对炉渣处理过程中所产生的废水和废气的处理，以减少环境污染。
炉渣去除废水中重金属离子的研究
江苏科技大学硕士学位论文炉渣去除废水中重金属离子的研究姓名：钟宇申请学位级别：硕士专业：材料物理与化学指导教师：陈芳艳20080125炉渣去除废水中重金属离子的研究大摘要随着工业的发展，重金属废水的排放量越来越大。
鉴于其对环境的持久污染及对人体和其他生物生长的危害，对重金属废水污染进行有效治理成为环境污染治理工作中的难点和热点，需要投入大量的时间和精力去研究和探索。
由于吸附法具有吸附剂来源广泛、选择性高、易回收、节能等优点，目前成为重金属废水的一种有效处理方法被广泛应用。
炉渣是一种有效、廉价、具有潜在作用的吸附净化剂。
用其处理废水，可实现以废治废，污染控制与废弃物资源化并行的目的，能在实现变废为宝、充分利用资源的同时改善生态环境，应积极推广使用。
本论文综述了重金属废水污染特点、国内外处理重金属废水污染研究现状及炉渣在废水处理方面的应用，介绍了一些具体有代表性的实例，并介绍了吸附理论的基本概念。
论文以废弃锅炉炉渣制备了平均粒径为0.125mm的炉渣颗粒，采用扫描电镜及X射线衍射仪对其进行了形貌观察和元素分析。
考察了炉渣对水中重金属离子Cr(Ⅵ)、Cr3+、Pb2+的处理性能和溶液初始pH值、炉渣投加量、溶液初始浓度、温度等因素对炉渣处理效果的影响，研究了炉渣处理Cr(Ⅵ)的机理及吸附Cr3+、Pb2+的热力学、动力学参数，探讨了对炉渣动态吸附Pb2+的性能。
结果表明：1. 炉渣颗粒为典型的蜂窝状构造，具有非常发达的微孔结构和较高的比表面积。
经扫描电镜/能量色散谱的元素分析，炉渣中含有C、O、Si、Al、K、Ca、Fe、Ti等元素，各种金属元素及硅元素主要以氧化物形式存在。
Ⅵ具有较高的去除效率，室温下，在废水初始pH=1、炉渣投加量为2. 炉渣对Cr()Ⅵ废水，去除率可达8g/L、反应时间为240min的条件下，初始浓度为10mg/L的Cr()Ⅵ废水，投加适量的炉渣，均可使处理后出水99.2%。
对于初始浓度低于50mg/L的Cr()Ⅵ的去除主要是由于酸性条件下炉渣中Ⅵ浓度降低到排放标准以下。
一种利用电解锰渣为基础高效去除废水中的重金属离子的吸附剂的制
(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202010836517.X(22)申请日 2020.08.19(66)本国优先权数据202010475362.1 2020.05.29 CN(71)申请人 中南民族大学地址 430074 湖北省武汉市洪山区民族大道182号(72)发明人 李佳 马梦雨 杜冬云 邵黎 魏华 宋小龙 (74)专利代理机构 武汉宇晨专利事务所 42001代理人 余晓雪(51)Int.Cl.B01J 20/12(2006.01)B01J 20/30(2006.01)C02F 1/28(2006.01)C02F 101/20(2006.01) (54)发明名称一种利用电解锰渣为基础高效去除废水中的重金属离子的吸附剂的制备方法及应用(57)摘要本发明涉及环境重金属去除技术领域，具体公开了一种利用电解锰渣高效去除废水中的重金属离子Cd （II ）和Pb （II）的吸附剂的制备方法和应用。
本发明为利用电解锰渣为基础的材料，将电解锰渣和矿石（方解石、蛇纹石和硅灰石中的至少一种）混合在一起，经过改性，利用其中的碳酸盐及其硅酸盐成分吸附废水中的重金属离子，快速去除废水中的重金属离子，最终实现废水中的Cd （II ）和Pb （II ）高效快速去除（在配制的重金属溶液中，对Cd （II ）和Pb （II ）的去除率可达95%），具有重要的环境效益和社会价值。
本发明吸附制的制备方法简单、操作方便、无二次污染，吸附效果好，成本低廉。
权利要求书1页 说明书25页 附图18页CN 111939868 A 2020.11.17C N 111939868A1.一种利用电解锰渣为基础高效去除废水中的重金属离子的吸附剂的制备方法，其特征在于，其步骤包括：（1）将电解锰渣和矿石混合，加入与混合物比例为(5-10)mL：1g的去离子水，搅拌，得混合液；（2）将步骤（1）所得混合液静置，离心，将其上清液倒出，留固体，将固体于60-80℃烘干12-36h后取出；（3）将步骤（2）取出的固体放入马弗炉中，煅烧1-3h后，取出；（4）将步骤（3）取出的固体进行磨碎，过80-120目筛子，得吸附剂；所述矿石选自方解石、蛇纹石和硅灰石中的至少一种。
一种用于重金属污染废水处理的化学去除剂及其制备方法和应用[发明专利]
![一种用于重金属污染废水处理的化学去除剂及其制备方法和应用[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/2263d553dcccda38376baf1ffc4ffe473368fd25.png)
(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202010856367.9(22)申请日 2020.08.24(71)申请人 中南大学地址 410083 湖南省长沙市岳麓区麓山南路932号(72)发明人 杨志辉 曾盖 杨卫春 高世康 黄培成 廖骐 石岩 (74)专利代理机构 长沙市融智专利事务所(普通合伙) 43114代理人 钟丹 魏娟(51)Int.Cl.C02F 1/54(2006.01)C02F 1/52(2006.01)C02F 101/20(2006.01)(54)发明名称一种用于重金属污染废水处理的化学去除剂及其制备方法和应用(57)摘要本发明公开了一种用于重金属污染废水处理的化学去除剂及其制备方法和应用，所述制备方法包括如下步骤：将生物质粉末与含M源的溶液混合，再于搅拌下加入络合剂溶液，获得混合物，反应、干燥后进行焙烧即得化学去除剂，所述M源选自锰源和/或铁源。
本发明所制备的化学去除剂，将所制备的化学去除剂按一定的质量比加入到铅镉砷污染的废水中，有效态镉和铅去除率分别达95％、90％以上，砷的去除率为80％以上。
本发明所述化学去除剂，充分利用农业固体废弃物，制备过程简单、成本低；且其制备的去除剂对重金属的去除效果好，能够用于铅、镉、砷污染废水处理。
权利要求书1页 说明书4页 附图6页CN 112239259 A 2021.01.19C N 112239259A1.一种用于重金属污染废水处理的化学去除剂的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：将生物质粉末与含M源的溶液混合，再于搅拌下加入络合剂溶液，获得混合物，反应、干燥后进行焙烧即得化学去除剂，所述M源选自锰源和/或铁源。
2.根据权利要求1所述的一种用于重金属污染废水处理的化学去除剂的制备方法，其特征在于：所述生物质粉末中的生物质为稻秆和/或麦秸秆；所述生物质粉末的获取方式为：将稻秆进行超声清洗、干燥后破碎，过40目筛网，取筛下物，将稻秆进行超声清洗的时间为10min以上。
高炉废渣再生替代原材料研发生产与示范应用方案(二)
高炉废渣再生替代原材料研发生产与示范应用方案一、实施背景随着中国工业化进程的加速，钢铁产业的发展迅速，高炉废渣的排放量也日益增加。
高炉废渣是一种可回收再利用的资源，但其处理和利用的技术难度较大，成本较高，利用率不高。
因此，从产业结构改革的角度出发，开展高炉废渣再生替代原材料研发生产与示范应用具有重要意义。
二、工作原理高炉废渣再生替代原材料的研发生产主要通过以下步骤实现：1. 废渣预处理：将高炉废渣进行破碎、筛分、磁选等预处理操作，去除其中的杂质，提高废渣的纯度。
2. 废渣还原：将预处理后的废渣进行高温还原，还原其中的金属元素，生成铁水或铁氧化物。
3. 铁水处理：对于还原后的铁水，进行适当的处理，如调整成分、去杂质等，使其满足炼钢要求。
4. 金属提取：将铁水中的金属提取出来，如添加氧化剂、控制温度等，生成含铁量较高的金属溶液。
5. 金属溶液精炼：将金属溶液进行精炼，去除其中的杂质，提高金属纯度。
6. 金属成形：将精炼后的金属进行成形加工，如压制成形、熔铸成形等，得到所需形状和规格的金属材料。
三、实施计划步骤1. 开展调研：对钢铁企业的高炉废渣排放情况、组成成分、利用现状等进行详细调研，了解其基本情况和存在问题。
2. 确定技术方案：根据调研结果，确定适宜的研发方向和工艺流程，制定技术方案。
3. 建设实验装置：根据确定的技术方案，建设实验装置，并对各种原料的配比、工艺参数等进行调试和优化。
4. 进行中试：在实验装置上成功后，进行中试生产，对生产过程中的各种问题进行研究和解决。
5. 工业化推广：在中试成功后，进行工业化推广应用，并对应用过程中的各种问题进行研究和解决。
6. 建立示范工程：选择适宜的钢铁企业，建立高炉废渣再生替代原材料的示范工程，推动技术的产业化发展。
四、适用范围高炉废渣再生替代原材料的研发生产技术适用于钢铁企业的高炉废渣处理和利用。
对于钢铁企业来说，可以减少废渣的排放和对环境的污染，同时提高资源的利用率和企业的经济效益。
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