釩鈦鋼渣基鋅鐵氧體催化劑的制備及處理印染廢水的方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種固體廢物資源化作吸附材料的制備方法，尤其涉及一種釩鈦鋼渣基鋅鐵氧體催化劑的制備及處理印染廢水的方法。
【背景技術】
[0002]鋼渣是在煉鋼過程中產生的一種工業廢棄物，約占粗鋼產量的15%~20%。鋼渣的組成較為復雜，鋼渣中主要含有廢鋼與鐵水所含的Al、S1、Mn等氧化后所形成的氧化物，加入的石灰、螢石等造渣劑，用作冷卻劑或氧化劑的氧化鐵皮、燒結礦、鐵礦石等，被侵蝕的爐材料和爐襯材料，合金的脫氧產物，熔渣的脫硫產物以及金屬料中的泥沙等組分。鋼渣的密度約為:1700-2000kg/cm3，熱穩定性好，對pH值的適應性強。鋼渣的主要化學成分是CaO、Si02 ,Fe2O3 ^Al2O3、MnO、MgO ,P2O5、自由基CaO即f_CaO。由于煉鋼工藝、鋼種等的不同，鋼渣外形差異較大，顏色也會隨堿度的變化而變化，堿度由低到高，鋼渣分別呈灰色、褐灰色和灰白色。目前我國年產鋼已達5億噸，年產鋼渣約8000萬噸，還有堆存的鋼渣3億噸，我國鋼鐵渣堆置量約4億噸，占地約2萬畝。如果長期堆放，不僅占用寶貴的土地資源，而且還會污染環境。
[0003]印染廢水主要來源于印染加工過程。印染加工大致可分為預處理(燒毛、退漿、煮練、漂白及絲光)、染色、印花和整理等工序。其中，預處理階段將會排出退漿廢水、煮練廢水、漂白廢水及絲光廢水，染色工序會排出染色廢水，印花工序會排出印花廢水及皂液廢水，整理工序會排出整理廢水，且各個工序的廢水水質特征并不相同。總體看，印染廢水具有排水量大、色度高、臭味大、COD含量高、成分復雜且多變的特點；此外，印染廢水中還含多種生物毒性較大、并且難以降解的物質；不僅如此，印染廢水中COD較BOD高得多，所以其可生化性也較差。據有關文獻報道，印染廢水色度有時可達4000倍以上，COD可達2000-3000mg/L,而近年來流行的堿減量和海島絲工藝，又使廢水中COD升高到幾萬mg/L因此，印染廢水是被公認的難處理的有機工業廢水之一。
[0004]目前常用的印染廢水脫色方法有吸附法、絮凝法、氧化法、電解法以及生化法等，其中吸附法是染料廢水脫色的常規工藝，活性炭吸附極高的處理費用使其推廣應用受到很大限制，目前尋找高效廉價的吸附材料成為各國學者廣泛關注的熱點。
[0005]目前對鋼渣利用新途徑研宄比較熱門的是作吸附材料處理廢水。但目前鋼渣作吸附劑基本都是直接利用鋼渣多孔，比表面積大，表面帶負電荷的特性直接將鋼渣用作吸附材料處理重金屬離子廢水。由于鋼渣中含有鐵、鉛、汞、鉻等重金屬離子，如直接作吸附材料，如何防止鋼渣中的重金屬離子溶出，對所處理的廢水帶來二次污染，同時當吸附劑吸附達到飽和，鋼渣就失去了吸附脫色的作用，需要通過高溫等方法處理，使吸附于鋼渣表面的染料分子降解，這樣帶來二次污染。因此，如何規模化、無二次污染，高附加值資源化利用鋼渣利用面臨的難題。
【發明內容】
[0006]本發明的基本思路是:釩鈦鋼渣中含有豐富的Ti02，V2O5, Fe2O3, Fe3O4這些物質有些具有光催化性能，有些具有磁性，有些能夠與雙氧水形成芬頓試劑具有強氧化性能，采用固相方法與添加的氧化鋅進行球磨制備磁性釩鈦鋅鐵氧體催化劑粉末，該催化劑粉末具有光催化性能、磁性以及芬頓氧化能力，然后采用多相光催化技術將此催化劑粉末協同雙氧水處理印染廢水，最后利用該鐵氧體的磁性性能，采用磁選方法實現釩鈦鋅鐵氧體催化劑粉末與處理后的印染廢水分離，釩鈦鋅鐵氧體催化劑粉末重復利用。
[0007]本發明的目的在于提供一種釩鈦鋼渣基鋅鐵氧體催化劑的制備及處理印染廢水的方法。
[0008]為了實現上述任務，本發明采取如下的技術解決方案:
釩鈦鋼渣基鋅鐵氧體催化劑的制備及處理印染廢水的方法，其特征在于，以工業固體廢棄物釩鈦鋼渣為原料，經過破碎、篩分，酸洗、磁選等工藝后獲得磁性釩鈦鋼渣，將磁性釩鈦鋼渣、硅酸鈉、氧化鋅三種材料按一定的質量比混合球磨，獲得磁性釩鈦鋅鐵氧體催化劑粉末，按一定的質量比添加磁性釩鈦鋅鐵氧體催化劑粉末和雙氧水處理印染廢水，最后采用磁分離方法分離釩鈦鋅鐵氧體催化劑粉末與處理后的印染廢水，釩鈦鋅鐵氧體催化劑粉末重復利用。
[0009]所述的以工業固體廢棄物釩鈦鋼渣為原料，經過破碎、篩分，酸洗、磁選等工藝后獲得磁性釩鈦鋼渣，將磁性釩鈦鋼渣、硅酸鈉、氧化鋅三種材料按一定的質量比混合球磨，獲得磁性釩鈦鋅鐵氧體催化劑粉末，其特征在于，制備磁性釩鈦鋅鐵氧體催化劑粉末包括下列步驟:
(1)利用破碎機將釩鈦鋼渣破碎，并篩分分級得到20-40目粒度的釩鈦鋼渣；
(2)將得到的釩鈦鋼渣分別加入濃度為0.5-3.0moI/L的硫酸中，振蕩1_1.5小時，過濾烘干，得到酸化后的釩鈦鋼渣；
(3)將酸化后的釩鈦鋼渣通過磁感應強度10000-15000GS的磁選機分選，得到磁性釩鈦鋼渣；
(4)將磁性釩鈦鋼渣、硅酸鈉、氧化鋅三種物料按質量比(20-30):(1-2):(0.5-1)混合球磨，篩分獲得120-200目的磁性釩鈦鋅鐵氧體催化劑粉末。
[0010]所述的按一定的質量比添加磁性釩鈦鋅鐵氧體催化劑粉末和雙氧水處理印染廢水，其特征在于，印染廢水中磁性釩鈦鋅鐵氧體粉末添加量為0.l_3g/L，廢水pH值為2-6，紫外光照射0.25-lh，雙氧水添加量為0.5-3mL/L。
[0011]【附圖說明】:
圖1為釩鈦鋼渣基鋅鐵氧體催化劑的制備流程圖圖2為釩鈦鋼渣基鋅鐵氧體催化劑光催化處理實際染料廢水的效果。
[0012]【具體實施方式】:
實施例1
取用四川攀枝花釩鈦鋼渣10kg，通過破碎機破碎，篩分成20目的鋼渣，按照鋼渣與硫酸重量比為1:0.03加入硫酸，振蕩1.5小時，過濾，在60-80°C下烘干I小時，在采用磁強度為10000GS的磁選機磁選，得到磁性釩鈦鋼渣，將磁性釩鈦鋼渣、硅酸鈉、氧化鋅三種物料按質量比25:1:0.5混合球磨，篩分獲得150目的磁性釩鈦鋅鐵氧體催化劑粉末。
[0013]實施例2 將實施例1得到的磁性釩鈦鋅鐵氧體催化劑粉末稱取100g，同時添加0.5L雙氧水到Im3四川雙流某印染廢水中，原水pH值為4.5，COD為3830.lmg/L，色度為黑色，經過15min光照，COD去除率為95.6%，脫色率為99.5%。印染廢水處理前后對比試驗結果見附圖“釩鈦鋼渣基鋅鐵氧體催化劑光催化處理實際染料廢水的效果”。
【主權項】
1.釩鈦鋼渣基鋅鐵氧體催化劑的制備及處理印染廢水的方法，其特征在于，以工業固體廢棄物釩鈦磁鐵鋼渣為原料，經過破碎、篩分，酸洗、磁選等工藝后獲得磁性釩鈦鋼渣，將磁性1凡鈦鋼澄、娃酸鈉、氧化鋅三種材料按一定的質量比混合球磨，獲得磁性銀鈦鋅鐵氧體催化劑粉末，按一定的質量比添加磁性釩鈦鋅鐵氧體催化劑粉末和雙氧水處理印染廢水，最后采用磁分離方法分離釩鈦鋅鐵氧體催化劑粉末與處理后的印染廢水，釩鈦鋅鐵氧體催化劑粉末重復利用。
2.根據權利要求1所述的以工業固體廢棄物釩鈦鋼渣為原料，經過破碎、篩分，酸洗、磁選等工藝后獲得磁性釩鈦鋼渣，將磁性釩鈦鋼渣、硅酸鈉、氧化鋅三種材料按一定的質量比混合球磨，獲得磁性釩鈦鋅鐵氧體催化劑粉末，其特征在于，制備磁性釩鈦鋅鐵氧體催化劑粉末包括下列步驟: (1)利用破碎機將釩鈦鋼渣破碎，并篩分分級得到20-40目粒度的釩鈦鋼渣； (2)將得到的釩鈦鋼渣分別加入濃度為0.5-3.0moI/L的硫酸中，振蕩1_1.5小時，過濾烘干，得到酸化后的釩鈦鋼渣； (3)將酸化后的釩鈦鋼渣通過磁感應強度10000-15000GS的磁選機分選，得到磁性釩鈦鋼渣； (4)將磁性釩鈦鋼渣、硅酸鈉、氧化鋅三種物料按質量比(20-30):(1-2):(0.5-1)混合球磨，篩分獲得120-200目的磁性釩鈦鋅鐵氧體催化劑粉末。
3.根據權利要求1所述的按一定的質量比添加磁性釩鈦鋅鐵氧體催化劑粉末和雙氧水處理印染廢水，其特征在于，印染廢水中磁性釩鈦鋅鐵氧體催化劑粉末添加量為0.l-3g/L，廢水pH值為2-6，紫外光照射0.25-lh，雙氧水添加量為0.5_3mL/L。
【專利摘要】本發明公開一種釩鈦鋼渣基鋅鐵氧體催化劑的制備及處理印染廢水的方法。以工業固體廢棄物釩鈦鋼渣為原料，經過破碎、篩分，酸洗、磁選等工藝后獲得磁性釩鈦鋼渣，將磁性釩鈦鋼渣、硅酸鈉、氧化鋅三種材料按一定的質量比混合球磨，獲得磁性釩鈦鋅鐵氧體粉末，按一定的質量比添加磁性釩鈦鋅鐵氧體粉末和雙氧水處理印染廢水，最后采用磁分離方法分離釩鈦鋅鐵氧體粉末與處理后的印染廢水，釩鈦鋅鐵氧體粉末重復利用。本發明采用工業固體廢棄物釩鈦鋼渣為原料制備鋅鐵氧體，對印染廢水具有良好的處理效果，而且成本低廉，生產工藝簡單，極大的降低了運行成本。
【IPC分類】C02F103-30, C02F1-32, C02F1-72, B01J23-847
【公開號】CN104874402
【申請號】CN201510185120
【發明人】劉盛余
【申請人】成都信息工程學院
【公開日】2015年9月2日
【申請日】2015年4月20日