赤泥-钢渣基免烧陶粒的制备及除磷特性研究

针对传统烧结陶粒制备过程中成本高、能耗大的缺点,以赤泥和钢渣为主要原料,通过免烧工艺制备出了具有磷吸附性能的陶粒。以解体率为其力学性能指标,通过正交实验确定了陶粒的最佳质量配比(赤泥、钢渣质量比4:3、稻壳灰添加量10%、石膏添加量4%、水泥添加量10%),最佳制备工况下的陶粒解体率为3.90%;所制作陶粒无重金属浸出风险,属于环境友好型材料。陶粒对水中磷的吸附特性实验结果表明,陶粒在酸性溶液中具有最佳的除磷效果;对于初始磷浓度为20 mg/L的溶液,设置30 g/L的陶粒投加量,除磷率可达96.40%;陶粒吸附过程遵循准二级动力学模型和Langmuir等温吸附模型,最大理论吸附量为0.99 mg/g;磷与陶粒表面的CO_(3)^(2-)、Ca^(2+)、Fe^(3+)、Al^(3+)发生离子交换和磷酸盐共沉淀反应,是水中的磷去除的机理,沉淀物质主要由Ca_(3)(PO_(4))_(2)、FePO_(4)、AlPO_(4)组成。