本發(fā)明屬于水處理，具體涉及一種緩釋型堿性復(fù)合材料及其制備方法和應(yīng)用。
背景技術(shù)：
1、隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，礦產(chǎn)需求急劇增加，采完關(guān)閉的礦山數(shù)量也眾多，由于礦山關(guān)閉方式簡單、關(guān)停過程中環(huán)保措施缺失等原因，大部分廢棄礦山出現(xiàn)礦井涌水。礦床尤其是煤礦一般伴生硫礦物質(zhì)，其易氧化形成硫酸鹽，進(jìn)一步水解后可產(chǎn)生游離硫酸，使得礦井涌水多呈酸性，ph值可低至2左右。礦井涌水與礦區(qū)周邊的地下水連通，可使地下水污染范圍擴大。同時，礦井涌水進(jìn)入地表后，由于其一般呈酸性(ph值2-5)，具有較強的腐蝕作用，嚴(yán)重影響動植物生長。對酸性礦井涌水的處理主要采用酸堿中和沉淀法，中和劑一般為片堿。為確保礦井涌水中酸完全被中和，一般需要一次性投加過量的堿，導(dǎo)致其運行費用高(5元/噸水及以上)、產(chǎn)泥量大，可持續(xù)性不強。
2、白泥是造紙廠生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的富含沉淀碳酸鈣的副產(chǎn)物，呈強堿性。目前造紙廠白泥的處置方式一般為填埋或焚燒，研究表明其也可用于建筑材料的制備，如中國專利cn117003500b和cn118561534a分別公開了一種利用造紙廠白泥生產(chǎn)水泥的方法。但由于造紙廠白泥含有大量的氯離子，對建筑物有腐蝕作用，限制了其在建筑材料領(lǐng)域的大規(guī)模資源化應(yīng)用。鑒于造紙廠白泥強堿性屬性，其具有作為中和劑處理酸性礦井涌水的潛質(zhì)。但造紙廠白泥為泥膏狀固體廢棄物，其投加于礦井涌水中后難以沉淀，且易隨水流失，如何解決造紙廠白泥的成型和沉降穩(wěn)定性，又能保障其中堿性物質(zhì)的正常釋放是問題的關(guān)鍵，現(xiàn)有技術(shù)還未有相關(guān)報道。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種成型性好、沉降性好，堿緩釋性可控的緩釋型堿性復(fù)合材料及其制備方法和應(yīng)用。
2、為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：
3、一種緩釋型堿性復(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟：
4、(1)將造紙廠白泥、粉煤灰、水泥和激發(fā)劑預(yù)處理后按質(zhì)量比為60∶20∶7.5～15∶5～20進(jìn)行混合，得混合原料，所述激發(fā)劑是質(zhì)量配比為1∶0.8～1.2的生石灰和石膏；
5、(2)向所述混合原料中加入水玻璃溶液，攪拌混合，造粒，得緩釋型堿性材料生料；
6、(3)將所述緩釋型堿性材料生料在室溫下放置風(fēng)干至材料生料表面無水分，而后進(jìn)行水浴蒸養(yǎng)，得緩釋型堿性材料；
7、(4)將所述緩釋型堿性材料進(jìn)行風(fēng)干陳化，即得緩釋型堿性復(fù)合材料。
8、上述的緩釋型堿性復(fù)合材料的制備方法，優(yōu)選的，步驟(1)中，所述造紙廠白泥與激發(fā)劑的質(zhì)量比為60∶10～20。
9、上述的緩釋型堿性復(fù)合材料的制備方法，優(yōu)選的，步驟(1)中，所述預(yù)處理為粉碎、研磨后過100目篩；所述水泥為硅酸鹽水泥，所述造紙廠白泥中鈣元素的質(zhì)量含量≥30％。
10、上述的緩釋型堿性復(fù)合材料的制備方法，優(yōu)選的，步驟(2)中，所述混合原料與水玻璃溶液的質(zhì)量體積比為100g∶10ml～20ml，所述水玻璃溶液按照每100ml水加入2g～8g水玻璃配制得到。
11、上述的緩釋型堿性復(fù)合材料的制備方法，優(yōu)選的，步驟(3)中，所述室溫下放置的時間為2h～3h；所述蒸養(yǎng)的溫度為70℃～90℃，蒸養(yǎng)的時間為10h～12h；步驟(4)中，所述風(fēng)干陳化為在室溫下自然風(fēng)干陳化1天～2天，再在30℃～60℃下陳化1h～3h。
12、作為一個總的技術(shù)構(gòu)思，本發(fā)明還提供了一種上述的緩釋型堿性復(fù)合材料的制備方法制得的緩釋型堿性復(fù)合材料。
13、上述的緩釋型堿性復(fù)合材料，優(yōu)選的，所述緩釋型堿性材料的形狀為球狀，粒徑為6mm～10mm。
14、作為一個總的技術(shù)構(gòu)思，本發(fā)明還提供了一種上述的緩釋型堿性復(fù)合材料在處理酸性廢水中的應(yīng)用，所述酸性廢水為酸性礦井涌水或酸性工業(yè)廢水。
15、上述的應(yīng)用，優(yōu)選的，將所述緩釋型堿性復(fù)合材料投入酸性廢水中，通過所述緩釋型堿性復(fù)合材料緩釋堿性物質(zhì)，以中和所述酸性廢水中的酸性物質(zhì)來調(diào)節(jié)所述酸性廢水的ph。
16、上述的應(yīng)用，優(yōu)選的，將所述緩釋型堿性復(fù)合材料投入酸性廢水中，通過所述緩釋型堿性復(fù)合材料去除所述酸性廢水中的重金屬。
17、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點在于：
18、(1)本發(fā)明的緩釋型堿性復(fù)合材料的制備方法，以造紙廠白泥為主要原料，以粉煤灰、水泥、激發(fā)劑為輔助原料按一定質(zhì)量比混合，再加入粘結(jié)劑水玻璃溶液混合后造粒，在室溫下放置，而后進(jìn)行水浴蒸養(yǎng)，再進(jìn)行風(fēng)干陳化，即制得緩釋型堿性復(fù)合材料。本發(fā)明方法通過合理的原料配比制得成型性好，可沉降性好，堿性強，且堿緩釋性可控的復(fù)合材料，尤其可以通過調(diào)節(jié)激發(fā)劑的用量來調(diào)控復(fù)合材料的堿緩釋速率，研究中還發(fā)現(xiàn)，本發(fā)明方法制得的復(fù)合材料無需活化即對鐵、錳等重金屬具有較高吸附能力。
19、(2)本發(fā)明方法主要原料為造紙廠白泥，為制漿造紙過程中的副產(chǎn)品，其它原料激發(fā)劑和粉煤灰也均為工業(yè)廢棄物，因此所需原料均廉價易得。本發(fā)明方法工藝簡單、設(shè)備投入成本及運行成本低。
20、(3)本發(fā)明的緩釋型堿性復(fù)合材料，成型好形態(tài)規(guī)則，表面結(jié)構(gòu)緊密粗糙、形成了呈條柱狀的連接網(wǎng)絡(luò)。該復(fù)合材料通過更豐富的物相組成，形成了更加穩(wěn)定、牢固的結(jié)構(gòu)，能穩(wěn)定存于水體中、可沉降性能好，克服了現(xiàn)有造紙廠白泥難以沉淀、易隨水流失的問題，本發(fā)明的緩釋型堿性復(fù)合材料在成型和穩(wěn)定沉降的同時還能保障適當(dāng)?shù)膲A緩釋速率，拓展了白泥在水體污染治理方面的應(yīng)用潛力。
21、(4)本發(fā)明的緩釋型堿性復(fù)合材料在處理酸性廢水中的應(yīng)用，如在處理酸性礦井涌水時具有優(yōu)異地釋放堿性物質(zhì)以起到緩沖氫離子的能力，具有良好的堿緩釋性能，產(chǎn)泥量低、酸中和成本低(0.5-0.7元/噸水，相比現(xiàn)有技術(shù)方案的成本降低了約10倍)、可沉降性能好，并對重金屬具有較強吸附能力，有效解決了酸性礦井涌水中和沉淀法的處理難題，同步拓寬了造紙廠白泥資源化利用途徑，有利于實現(xiàn)“以廢治廢、變廢為寶”的雙贏目標(biāo)，符合循環(huán)經(jīng)濟的發(fā)展要求。
1.一種緩釋型堿性復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的緩釋型堿性復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，步驟(1)中，所述造紙廠白泥與激發(fā)劑的質(zhì)量比為60∶10～20。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的緩釋型堿性復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，步驟(1)中，所述預(yù)處理為粉碎、研磨后過100目篩；所述水泥為硅酸鹽水泥，所述造紙廠白泥中鈣元素的質(zhì)量含量≥30％。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的緩釋型堿性復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，步驟(2)中，所述混合原料與水玻璃溶液的質(zhì)量體積比為100g∶10ml～20ml，所述水玻璃溶液按照每100ml水加入2g～8g水玻璃配制得到。
5.根據(jù)權(quán)利要求1～4任一項所述的緩釋型堿性復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，步驟(3)中，所述室溫下放置的時間為2h～3h；所述蒸養(yǎng)的溫度為70℃～90℃，蒸養(yǎng)的時間為10h～12h；步驟(4)中，所述風(fēng)干陳化為在室溫下自然風(fēng)干陳化1天～2天，再在30℃～60℃下陳化1h～3h。
6.一種如權(quán)利要求1～5任一項所述的緩釋型堿性復(fù)合材料的制備方法制得的緩釋型堿性復(fù)合材料。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的緩釋型堿性復(fù)合材料，其特征在于，所述緩釋型堿性材料的形狀為球狀，粒徑為6mm～10mm。
8.一種如權(quán)利要求6或7所述的緩釋型堿性復(fù)合材料在處理酸性廢水中的應(yīng)用，所述酸性廢水為酸性礦井涌水或酸性工業(yè)廢水。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的應(yīng)用，其特征在于，將所述緩釋型堿性復(fù)合材料投入酸性廢水中，通過所述緩釋型堿性復(fù)合材料緩釋堿性物質(zhì)，以中和所述酸性廢水中的酸性物質(zhì)來調(diào)節(jié)所述酸性廢水的ph。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的應(yīng)用，其特征在于，將所述緩釋型堿性復(fù)合材料投入酸性廢水中，通過所述緩釋型堿性復(fù)合材料去除所述酸性廢水中的重金屬。