(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 202011367892.0
(22)申请日 2020.11.27
(71)申请人 天津市城市新海绵环保科技有限公
司
地址 300354 天津市津南区辛庄工业园区
裕和工业园1号
(72)发明人 温文 任小伟
(74)专利代理机构 北京超凡宏宇专利代理事务
所(特殊普通合伙) 11463
代理人 李双艳
(51)Int.Cl.
B01J 20/20(2006.01)
B01J 20/26(2006.01)
B01J 20/30(2006.01)
C02F 1/28(2006.01)
B09C 1/00(2006.01)C02F 101/20(2006.01)
(54)发明名称煤基气化渣应用、复合多孔吸附基材及其制备方法(57)摘要本发明提供了一种煤基气化渣应用、复合多孔吸附基材及其制备方法，涉及废渣综合利用技术领域，所述煤基气化渣在制备复合多孔吸附基材中应用，所述复合多孔吸附基材包括按质量份数计的如下组分：硅酸盐水泥15‑30份、煤基气化渣45‑60份、石灰2‑6份、沸石粉5‑10份、硅酸钠3‑5份和铝粉2‑5份。本发明将煤基气化渣作为原料用于制备多孔吸附基材，将煤基气化渣变废为宝，为煤基气化渣提供了一种规模化处理与资源化利用的新途径。本发明提供的复合多孔吸附基材放置于水域中时，不仅能够在蓄水保水的同时有效固定植被根系，促进植被生长，而且能够有效吸附水体中的重金属和微米级污染物，全方位 提高水体自净化效率。权利要求书1页 说明书8页 附图1页CN 112604655 A 2021.04.06
C N 112604655
A
1.煤基气化渣在制备复合多孔吸附基材中的应用。
2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述复合多孔吸附基材应用于水体净化及土壤修复领域。
3.一种复合多孔吸附基材，其特征在于，包括按质量份数计的如下组分：硅酸盐水泥15‑30份、煤基气化渣45‑60份、石灰2‑6份、沸石粉5‑10份、硅酸钠3‑5份和铝粉2‑5份。
4.根据权利要求3所述的复合多孔吸附基材，其特征在于，包括按质量份数计的如下组分：硅酸盐水泥20‑30份、煤基气化渣50‑60份、石灰3‑5份、沸石粉5‑10份、硅酸钠3‑5份和铝粉2‑4份。
5.根据权利要求3或4所述的复合多孔吸附基材，其特征在于，所述复合多孔吸附基材还包括按质量份数计的聚乙烯醇0.5‑1份；
优选地，所述复合多孔吸附基材还包括按质量份数计的双氧水2‑5份。
6.根据权利要求3或4所述的复合多孔吸附基材，其特征在于，所述硅酸盐水泥包括42.5普通硅酸盐水泥和PC32.5复合硅酸盐水泥中的至少一种；
优选地，所述煤基气化渣的粒径为60‑120目，优选为120目；
优选地，所述石灰包括游离石灰，所述游离石灰的粒径为150‑200目，优选为200目；优选地，所述沸石粉的粒径为200‑300目，优选为200目；
优选地，所述铝粉的粒径为200‑300目，优选为200目。
7.根据权利要求3或4所述的复合多孔吸附基材，其特征在于，所述复合多孔吸附基材通体形成有多个相互连通的孔洞，所述孔洞包括第一孔洞和第二孔洞，所述第一孔洞的直径为0.8‑1.5mm，所述第二孔洞的直径为0.2‑0.7mm。
8.根据权利要求3‑7任一项所述的复合多孔吸附基材的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
将硅酸盐水泥、煤基气化渣、石灰、沸石粉、硅酸钠、铝粉、任选的聚乙烯醇以及任选的双氧水与水混合均匀后，倒入模具成型，出模，干燥，得到复合多孔吸附基材。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，按质量份数计，水的用量为20‑25份，优选为22‑24份。
10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(a)将煤基气化渣和硅酸盐水泥混合均匀，再加入部分水混合均匀，得到湿拌料；
(b)先将沸石粉、石灰、硅酸钠以及任选的聚乙烯醇加入湿拌料中混合均匀，再加入余量的水及任选的双氧水混合均匀，得到浆料；
(c)将浆料倒入模具中成型，然后出模，干燥，养护，得到复合多孔吸附基材；
优选地，步骤(c)中，成型时间为6‑7h，养护时间为48‑72h。
权 利 要 求 书1/1页CN 112604655 A
煤基气化渣应用、复合多孔吸附基材及其制备方法
技术领域
[0001]本发明涉及废渣综合利用技术领域，尤其是涉及一种煤基气化渣应用、复合多孔吸附基材及其制备方法。
背景技术
[0002]随着煤气化技术的大规模推广使用，煤基气化渣的排放量也越来越大，煤基气化渣经雨水淋溶后不仅会产生对有土壤有毒害作用的重金属，而且还会产生有毒有害气体，造成严重的大气污染。随着煤基气化渣年排放量与日俱增，其规模化处理与资源化利用迫在眉睫。
[0003]有鉴于此，特提出本发明。
发明内容
[0004]本发明的目的之一在于提供煤基气化渣在制备复合多孔吸附基材中的应用，以缓解改善现在煤基气化渣排放量与日俱增导致的环境污染的技术问题。
[0005]本发明的目的之二在于提供一种以煤基气化渣为原料制备得到的复合多孔吸附基材，从而为煤基气化渣提供一种规模化和资源化利用的新途径。
[0006]本发明的目的之三在于提供复合多孔吸附基材的制备方法。
[0007]本发明提供了煤基气化渣在制备复合多孔吸附基材中的应用。
[0008]进一步的，所述复合多孔吸附基材应用于水体净化及土壤修复领域。
[0009]本发明提供的复合多孔吸附基材，包括按质量份数计的如下组分：硅酸盐水泥15‑30份、煤基气化渣45‑60份、石灰2‑6份、沸石粉5‑10份、硅酸钠3‑5份和铝粉2‑5份。[0010]进一步的，所述复合多孔吸附基材包括按质量份数计的如下组分：硅酸盐水泥20‑30份、煤基气化渣50‑60份、石灰3‑5份、沸石粉5‑10份、硅酸钠3‑5份和铝粉2‑4份。[0011]进一步的，所述复合多孔吸附基材还包括按质量份数计的聚乙烯醇0.5‑1份；[0012]优选地，所述复合多孔吸附基材还包括按质量份数计的双氧水2‑5份。
[0013]进一步的，所述硅酸盐水泥包括42.5普通硅酸盐水泥和PC32.5复合硅酸盐水泥中的至少一种；
[0014]优选地，所述煤基气化渣的粒径为60‑120目，优选为120目；
[0015]优选地，所述石灰包括游离石灰，所述游离石灰的粒径为150‑200目，优选为200目；
[0016]优选地，所述沸石粉的粒径为200‑300目，优选为200目；
[0017]优选地，所述铝粉的粒径为200‑300目，优选为200目。
[0018]所述复合多孔吸附基材通体形成有多个相互连通的孔洞，所述孔洞包括第一孔洞和第二孔洞，所述第一孔洞的直径为0.8‑1.5mm，所述第二孔洞的直径为0.2‑0.7mm。[0019]本发明提供的复合多孔吸附基材的制备方法，包括如下步骤：
[0020]将硅酸盐水泥、煤基气化渣、石灰、沸石粉、硅酸钠、铝粉、任选的聚乙烯醇以及任
选的双氧水与水混合均匀后，倒入模具成型，出模，干燥，得到复合多孔吸附基材。[0021]进一步的，按质量份数计，水的用量为20‑25份，优选为22‑24份。
[0022]进一步的，所述复合多孔吸附基材的制备方法，包括如下步骤：
[0023](a)将煤基气化渣和硅酸盐水泥混合均匀，再加入部分水混合均匀，得到湿拌料；[0024](b)先将沸石粉、石灰、硅酸钠以及任选的聚乙烯醇加入湿拌料中混合均匀，再加入余量的水及任选的双氧水混合均匀，得到浆料；
[0025](c)将浆料倒入模具中成型，然后出模，干燥，养护，得到复合多孔吸附基材；[0026]优选地，步骤(c)中，成型时间为6‑7h，养护时间为48‑72h。
[0027]本发明将煤基气化渣作为原料用于制备多孔吸附基材，将煤基气化渣变废为宝，为煤基气化渣提供了一种规模化处理与资源化利用的新途径。
[0028]本发明提供的复合多孔吸附基材通过硅酸盐水泥、煤基气化渣、石灰、沸石粉、硅酸钠和铝粉相互协同，使其放置于水域中时，不仅能够在蓄水保水的同时有效固定植被根系，促进植被生长，而且能够有效吸附水体中的重金属和微米级污染物，全方位提高水体自净化效率，在美化水域的同时恢复水域生态系统，为人们的生活环境提供保障。
[0029]本发明提供的复合多孔吸附基材的制备方法工艺简单，操作方便，省时省力，便于进行规模化推广和应用。
附图说明
[0030]为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0031]图1为本发明实施例1提供的复合多孔吸附基材的结构示意图。
[0032]图标：100‑复合多孔吸附基材；101‑第一孔洞；102‑第二孔洞。
具体实施方式
[0033]下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0034]根据本发明的一个方面，本发明提供了煤基气化渣在制备复合多孔吸附基材中的应用。
[0035]本发明将煤基气化渣作为原料用于制备多孔吸附基材，将煤基气化渣变废为宝，为煤基气化渣提供了一种规模化处理与资源化利用的新途径。
[0036]在本发明的一种方案中，复合多孔吸附基材应用于水体净化及土壤修复领域。[0037]复合多孔吸附基材能够设计成河卵石或鱼礁石状，能够放置于城市河道、浅水滩、湖泊湿地、景观水带等水域，在发挥其净水滤水的同时兼备生态植生和蓄保水功能，在符合海绵城市建设原理的同时，也提高了水陆间生态能量交换效率。
[0038]根据本发明的第二个方面，本发明提供了一种复合多孔吸附基材，包括按质量份
数计的如下组分：硅酸盐水泥15‑30份、煤基气化渣45‑65份、石灰2‑6份、沸石粉5‑10份、硅酸钠3‑5份和铝粉2‑5份。
[0039]在本发明中，硅酸盐水泥的典型但非限制性的质量份数如为15、18、20、22、25、28或30份；煤基气化渣的典型但非限制性的质量份数如为45、48、50、52、55、58或60份；石灰的典型但非限制性的质量份数如为2、3、4、5或6份；沸石粉的典型但非限制性的质量份数如为5、6、7、8、9或10份，硅酸钠的典型但非限制性的质量份数如为3、3.5、4、4.5或5份；铝粉的典型但非限制性的质量份数如为2、3、4或5份。
[0040]本发明提供的复合多孔吸附基材通过硅酸盐水泥、煤基气化渣、石灰、沸石粉、硅酸钠和铝粉相互协同，使其放置于水域中时，不仅能够在蓄水保水的同时有效固定植被根系，促进植被生长，而且能够有效吸附水体中的重金属和微米级污染物，全方位提高水体自净化效率，在美化水域的同时恢复水域生态系统，为人们的生活环境提供保障。
[0041]在本发明的一种优选方案中，硅酸盐水泥包括42.5普通硅酸盐水泥和PC32.5复合硅酸盐水泥中的至少一种。
[0042]上述“至少一种”指的是硅酸盐水泥既可以为42.5普通硅酸盐水泥也可以为PC32.5复合硅酸盐水泥，还可以为42.5普通硅酸盐水泥和PC32.5复合硅酸盐水泥的混合物。
[0043]在本发明的一种优选方案中，煤基气化渣的粒径为60‑120目，以利于煤基气化渣与其它原料混合均匀，制备得到孔洞适中的复合多孔吸附基材。尤其是煤基气化渣的粒径为120目时，制备得到的复合多孔吸附基材孔洞分布更均匀，大小更适中。
[0044]典型但非限制性的，煤基气化渣的粒径如为60、70、80、90、100、110或120目。[0045]在本发明的一种优选方案中，石灰包括游离石灰，游离石灰的粒径为200‑300目。[0046]游离石灰石一种以氧化钙为主要成分的气硬性无机胶凝材料。当游离石灰的粒径为200‑300目时，利于游离石灰与复合多孔吸附基材的其它原料混合均匀，制备得到力学性能优异的复合多孔吸附基材，尤其是当游离石灰的粒径为200目时，制备得到的复合多孔吸附基材的力学性能更为优异。
[0047]典型但非限制性，游离石灰的粒径如为200、220、250、280或300目。
[0048]在本发明的一种优选方案中，沸石粉的粒径为200‑300目，利于沸石粉与复合多孔吸附基材的其它原料混合均匀，制备得到力学性能优异的复合多孔吸附基材，尤其是当沸石粉的粒径为200目时，制备得到的复合多孔吸附基材的力学性能更为优异。
[0049]典型但非限制性，沸石粉的粒径如为200、220、250、280或300目。
[0050]在本发明一种优选方式中，铝粉的粒径为200‑300目，利于铝粉与复合多孔吸附基材的其它原料
混合均匀，制备得到力学性能优异的复合多孔吸附基材，尤其是当铝粉的粒径为200目时，制备得到的复合多孔吸附基材的力学性能更为优异，同时在复合多孔吸附基材的原料中加入铝粉有利于缩短复合多孔吸附基材的出模时间，提高复合多孔吸附基材的制备效率，节约人力和物力。
[0051]此外，通过在复合多孔吸附基材中加入铝粉有利于提高多孔吸附基材的孔隙率，降低复合多孔吸附基材的干密度，使其更利于植物生长以及蓄水和保水。
[0052]典型但非限制性，铝粉的粒径如为200、220、250、280或300目。
[0053]在本发明的一种优选方案中，复合多孔吸附基材中，硅酸盐水泥为20‑30质量份，
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