專利名稱：采用粉煤灰與硫鐵礦渣生產(chǎn)高效凝絮劑的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種針對(duì)廢水色度和濁度去除的復(fù)合凝絮劑，特別涉及一種采用粉煤灰與硫鐵礦渣生產(chǎn)高效凝絮劑的制備方法。
背景技術(shù)：
粉煤灰是燃煤火力發(fā)電廠排出的固體廢棄物，全國年排放總量已超過I億噸，而其中得到利用的還不到50%，且主要用于建筑行業(yè)。從粉煤灰的化學(xué)組成和多孔顆粒形狀上看，它本身是一種較好的水處理材料，因此有必要對(duì)粉煤灰的這方面性能進(jìn)行開發(fā)和利用。硫鐵礦燒渣是以硫鐵礦為原料制造硫酸的生產(chǎn)過程中排出的廢渣，又稱燒渣。一般每生產(chǎn)I噸的硫酸大約排放0.8噸的燒渣。目前，全國年排放總量已超過1000萬噸，而其綜合利用率僅有約20%，它不僅占用大量土地，而且由于風(fēng)吹雨淋，還造成了大氣和水質(zhì)的嚴(yán) 重污染。燒渣中含鐵量(質(zhì)量分?jǐn)?shù))約為35%-60%，因此研究燒渣中鐵的有效利用，消除燒渣對(duì)環(huán)境的污染,有著重要的實(shí)際意義?，F(xiàn)有的專利中，利用粉煤灰處理污水的技術(shù)亦有報(bào)道，如中國專利申請(qǐng)?zhí)柺?00610086289. 9，報(bào)道了將粉煤灰溶解在酸中進(jìn)行改性，并將改性后的粉煤灰以一定的濃度投入城鎮(zhèn)生活污水中，最后再將磁石粉投入到城鎮(zhèn)生活污水中，達(dá)到水處理的目的，但是粉煤灰本身的酸溶性不高，導(dǎo)致其利用率不高，并且還需要檢測粉煤灰在城鎮(zhèn)污水中的濃度，在濃度達(dá)到一定值時(shí)，才添加磁石粉，延長整個(gè)處理時(shí)間；中國專利申請(qǐng)?zhí)柺?00610054143. 6，采用粉煤灰與硫酸亞鐵和工業(yè)純堿混合制備絮凝劑，再將其溶解在酸中，首先采用硫酸亞鐵提高了原料制備成本，并且三種原料混合過程需要800-90(TC的高溫條件，制備過程冗長，一般廠商受條件制約難以實(shí)現(xiàn)；中國專利申請(qǐng)?zhí)柺?00710189920. 2，報(bào)道了在粉煤灰中添加高嶺土制備凝絮劑，仍然需要50-120°C的溫度條件，并且制備的粗產(chǎn)品后處理過程繁復(fù)，最大需要調(diào)節(jié)PH從10-3，明顯降低了凝絮劑的去污能力。除上述專利報(bào)道的粉煤灰凝絮劑之外，還有其他的專利文獻(xiàn)也進(jìn)行了報(bào)道，如采用微光波技術(shù)等，均為成本較高的方法?？傮w來說，一種是原料簡單的方法，一般需要溶解在酸中進(jìn)行改性，即需要游離出粉煤灰中的三價(jià)鐵，而粉煤灰酸溶性不高，導(dǎo)致其產(chǎn)品作用效果一般，若再添加了相應(yīng)助劑之后，又需要成本高、高溫、后處理復(fù)雜等附加條件；另一種是采用各種儀器的方法，這種方法成本較高，還需要添加礦物質(zhì)成分，這個(gè)過程相對(duì)復(fù)雜?？偨Y(jié)上述現(xiàn)有工業(yè)事實(shí)和專利文獻(xiàn)報(bào)道情況，若想更好的使用粉煤灰作為凝絮齊U，需要使其提高酸溶性，即游離出更多的三價(jià)鐵和三價(jià)鋁，才能更好的提高其利用率。

發(fā)明內(nèi)容
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種采用粉煤灰與硫鐵礦渣生產(chǎn)高效絮凝劑的制備方法，通過加入固體助溶劑和嚴(yán)格控制反應(yīng)條件，使原料粉煤灰中的Fe3+最大程度的解離，絮凝效果良好，工作條件溫和，容易達(dá)到，廢水色度去除率佳。本發(fā)明是通過以下的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的
一種采用粉煤灰與硫鐵礦渣生產(chǎn)高效絮凝劑的制備方法，是通過以下的步驟實(shí)現(xiàn)的(I)稱取質(zhì)量比是粉煤灰硫鐵礦渣=(4-6) I的原料充分混合制成混合原料；(2)將固體助溶劑溶解在濃度為15-20%的濃鹽酸中后，滴加入上述混合原料；(3)滴加完畢后控制溫度在25-35°C之間，攪拌2-2. 5h，直至廢渣無法再溶解，所得混合物經(jīng)過濾后取其濾液，即為產(chǎn)物。所述步驟(I)中的粉煤灰中單質(zhì)鋁(Al)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)10% 22%，單質(zhì)鐵(Fe)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)2% 18%。
所述步驟(I)中的硫鐵礦渣鐵的單質(zhì)鐵(Fe)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為35% 60%。所述步驟⑵中的固體助劑是氯化鈉，配制的氯化鈉鹽酸溶液的濃度是0.22-0. 26mol/L。所述步驟(2)中氯化鈉鹽酸溶液與所述混合原料的配比方法是混合原料為IOOg時(shí)氯化鈉鹽酸溶液為250ml-300ml。所述步驟(2)中的緩慢滴加是因?yàn)辂}酸是強(qiáng)酸，這樣可以避免酸濺到皮膚，使人受傷。所述產(chǎn)物的工作pH為6. 5。粉煤灰中的鋁、硅以復(fù)雜的復(fù)鹽富鋁玻璃體紅柱石形式存在，酸溶性較差，需加入固體助溶劑NaCl打開Si-Al鍵。粉煤灰中的鐵以Fe2O3形式存在，能溶于酸但含量太低，力口人硫鐵礦渣在于增加絮凝劑含鐵量。本發(fā)明制備的無機(jī)復(fù)合絮凝劑的主要成分為FeCl3和AlCl3, 二者在高pH值下可水解成易溶于水的樹脂狀聚合氯化鋁鐵。該聚合物具有較強(qiáng)的架橋吸附功能，可使廢水中的懸浮物生成沉淀而去除。另外，絮凝劑由大量粉煤灰制得，粉煤灰對(duì)廢水中的有機(jī)物和色度有一定的物理吸附作用，在較高溫度下用酸浸取后，其表面或微孔變得更粗糙，使得比表面積增大，活性增加，對(duì)有機(jī)物和色度的吸附能力進(jìn)一步增強(qiáng)。絮凝劑具有物理吸附和化學(xué)絮凝雙重作用，可有效去除廢水中的各種污染物質(zhì)。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說明。實(shí)施例I分別稱取粉煤灰80g、硫鐵礦渣20g，投入IOOOml的反應(yīng)燒杯中充分混合；在500ml錐形瓶中，將5g氯化鈉固體溶解在400ml，濃度為15%的濃鹽酸中，充分?jǐn)嚢柚谅然c全部溶解，配制成氯化鈉鹽酸溶液，濃度約為0. 22mol/L ;將本溶液緩慢滴入粉煤灰和硫鐵礦渣的混合原料中。滴加完畢后，將上述混合溶液放在攪拌器上，控制溫度為25 °C，攪拌2h，直至廢渣無法再溶解或基本不再溶解，所得混合物經(jīng)過濾后取其濾液，即為產(chǎn)物絮凝劑。在pH = 6. 5的條件下，取上述絮凝劑對(duì)廢水進(jìn)行處理，測定其最佳投入量下的絮凝效果，其絮凝效果與聚合氯化鋁(PAC)的絮凝效果相當(dāng)。實(shí)施例2
分別稱取粉煤灰83g、硫鐵礦渣17g，投入IOOOml的反應(yīng)燒杯中充分混合；在500ml錐形瓶中，將6g氯化鈉固體溶解在420ml，濃度為18%的濃鹽酸中，充分?jǐn)嚢柚谅然c全部溶解，配制成氯化鈉鹽酸溶液，濃度約為0. 25mol/L ;將本溶液緩慢滴入粉煤灰和硫鐵礦渣的混合原料中。滴加完畢后，將上述混合溶液放在攪拌器上，控制溫度為30°C，攪拌2h，直至廢渣無法再溶解或基本不再溶解，所得混合物經(jīng)過濾后取其濾液，即為產(chǎn)物絮凝劑。在pH = 6. 5的條件下，取上述絮凝劑對(duì)廢水進(jìn)行處理，測定其最佳投入量下的絮凝效果，其絮凝效果與聚合氯化鋁(PAC)的絮凝效果相當(dāng)。實(shí)施例3
分別稱取粉煤灰86g、硫鐵礦渣14g，投入IOOOml的反應(yīng)燒杯中充分混合；在500ml錐形瓶中，將6g氯化鈉固體溶解在400ml，濃度為20 %的濃鹽酸中，充分?jǐn)嚢柚谅然c全部溶解，配制成氯化鈉鹽酸溶液，濃度約為0. 26mol/L ;將本溶液緩慢滴入粉煤灰和硫鐵礦渣的混合原料中。滴加完畢后，將上述混合溶液放在攪拌器上，控制溫度為28 °C，攪拌2. 5h，直至廢渣無法再溶解或基本不再溶解，所得混合物經(jīng)過濾后取其濾液，即為產(chǎn)物絮凝劑。在pH = 6. 5的條件下，取上述絮凝劑對(duì)廢水進(jìn)行處理，測定其最佳投入量下的絮凝效果，其絮凝效果與聚合氯化鋁(PAC)的絮凝效果相當(dāng)。本發(fā)明具有原料來源廣泛、價(jià)格低廉、配制過程簡單等優(yōu)點(diǎn)，代替多種藥劑使用的混凝劑的制備方法，從而解決污水處理問題。
權(quán)利要求
1.一種采用粉煤灰與硫鐵礦渣生產(chǎn)高效絮凝劑的制備方法，其特征在于是通過以下的步驟實(shí)現(xiàn)的 (1)稱取質(zhì)量比是粉煤灰硫鐵礦渣=(4-6) I的原料充分混合制成混合原料； (2)將固體助溶劑溶解在濃度為15-20%的濃鹽酸中后，滴加入上述混合原料； (3)滴加完畢后控制溫度在25-35°C之間，攪拌2-2.5h，直至廢渣無法再溶解，所得混合物經(jīng)過濾后取其濾液，即為產(chǎn)物。
2.如權(quán)利要求I所述的采用粉煤灰與硫鐵礦渣生產(chǎn)高效絮凝劑的制備方法，其特征在于所述步驟(I)中的粉煤灰中單質(zhì)鋁(Al)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)10% 22%，單質(zhì)鐵(Fe)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)2% 18%。
3.如權(quán)利要求I所述的采用粉煤灰與硫鐵礦渣生產(chǎn)高效絮凝劑的制備方法，其特征在于所述步驟(I)中的硫鐵礦洛鐵的單質(zhì)鐵(Fe)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為35% 60%。
4.如權(quán)利要求I所述的采用粉煤灰與硫鐵礦渣生產(chǎn)高效絮凝劑的制備方法，其特征在于所述步驟(2)中的固體助劑是氯化鈉，配制的氯化鈉鹽酸溶液的濃度是O. 22-0. 26mol/し
5.如權(quán)利要求I或權(quán)利要求4所述的采用粉煤灰與硫鐵礦渣生產(chǎn)高效絮凝劑的制備方法，其特征在于所述步驟(2)中氯化鈉鹽酸溶液與所述混合原料的配比方法是混合原料為IOOg時(shí)氯化鈉鹽酸溶液為250ml-300ml。
6.如權(quán)利要求I所述的采用粉煤灰與硫鐵礦渣生產(chǎn)高效絮凝劑的制備方法，其特征在于所述產(chǎn)物的工作pH為6. 5。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種采用粉煤灰與硫鐵礦渣生產(chǎn)高效絮凝劑的制備方法，其特征在于稱取質(zhì)量比是粉煤灰∶硫鐵礦渣＝(4-6)∶1的原料充分混合，將配置好的一定濃度的固體助溶劑和濃鹽酸滴加入混合原料，滴加完畢后控制溫度在25-35℃之間，攪拌2-2.5h，直至廢渣無法再溶解或不再溶解，所得混合物經(jīng)過濾后，取其濾液，即為產(chǎn)物。本發(fā)明是一種可以更好的除去水中色度、濁度的復(fù)合絮凝劑，原料來源廣泛，價(jià)格低廉，配置過程簡單，嚴(yán)格控制反應(yīng)條件并添加固體助溶劑，使原料粉煤灰中的Fe3+最大程度的解離，從而提高處理效果。
文檔編號(hào)C02F1/52GK102689955SQ201110071928
公開日2012年9月26日 申請(qǐng)日期2011年3月24日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月24日
發(fā)明者劉婷婷, 夏志先 申請(qǐng)人:上海豐信環(huán)?？萍加邢薰?br>