[发明专利]一种用于水处理的絮凝剂及其制备与应用

说明书

(一)技术领域

本发明涉及一种用于水处理的絮凝剂及其制备与应用。

(二)背景技术

水处理的絮凝剂是一种化学试剂，分有机和无机两大类。化学絮凝剂为主的净水方式具有投资少，流程短，污泥沉降快，运行成本相对较低等优点。絮凝是水中投加一定量的絮凝剂之后，悬浮颗粒直接或间接的相互作用生成“絮状”的大颗粒而进行卷扫、沉淀分离的过程。

发明专利CN1046315A(一种无机混凝剂的制备方法)和发明专利CN1137025A(废水处理组合剂)均属无机化学絮凝剂，它们都有一定的缺陷，前者是通过化学反应制取的絮凝剂，加工较繁杂，后者含有较强的碱性物质。

(三)发明内容

本发明目的是提供一种制作简便、处理效果好的用于水处理的絮凝剂及制备的新方法和应用。

本发明采用的技术方案是：

一种用于水处理的絮凝剂，由质量配比如下的原料制成：

膨润土        50％～70％

电解铝废渣    20％～30％

硫酸亚铁      10％～20％。

膨润土(Bentonite)，是以蒙脱石为主的含水粘土矿，蒙脱石的化学成分为：(Al₂Mg₃)[Si₄O₁₀][OH]₂.nH₂O。由于它具有特殊的性质，如：膨润性、粘结性、吸附性、催化性、触变性、悬浮性以及阳离子交换性等等，所以广泛用于各个工业领域。膨润土是以蒙脱石为主要矿物成分的非金属矿产，蒙脱石结构是由两个硅氧四面体夹一层铝氧八面体组成的2∶1型晶体结构。由于蒙脱石晶胞形成的层状结构存在某些阳离子，如Cu、Mg、Na、K等，且这些阳离子与蒙脱石晶胞的作用很不牢固，易被其它阳离子交换，故具有较好的离子交换性。膨润土的分类：膨润土的层间阳离子种类决定膨润土的类型，层间阳离子为Na⁺时称钠基膨润土；层间阳离子为Ca²⁺时称钙基膨润土；层间阳离子为H⁺时称氢基膨润土(活性白土)；层间阳离子为有机阳离子时称有机膨润土。

本发明中，所述膨润土优选为红色膨润土。红色膨润土含有微量铁和锰，因铁和锰均为红色，故名。此红色膨润土属于钠基膨润土，因含有铁和锰，能提高废水的絮凝和脱色效果。

电解铝废渣，是氧化铝在融盐电解过程中电解槽中的炭块、耐火材料被浸融入大量无机氟酸盐，产生含无机氟化物的废物，其中还含有大量的Al、Al₂O₃、SiO₂等，可作为本发明絮凝剂的组成成分。

现代电解铝工业采用冰晶石、氧化铝融盐电解法工艺：熔融冰晶石是溶剂，氧化铝是溶质被溶解，以碳素作为阳极(预焙阳极块)，铝液作为阴极，通入直流电流后，在940℃～970℃下，电解槽两极上进行电化学反应。阳极产物主要是二氧化碳、一氧化碳、氟化氢(HF)、粉尘等有害气体，阳极气体经净化处理，除去部分有害气体和粉尘后排入大气。阴极产物是铝液，铝液通过真空抬包从槽内抽出，送往铸造车间，在混合炉内净化澄清之后，浇注成铝锭或生产成线坯、型材等。

通常的，生产1吨铝实际需氧化铝约1.93吨，消耗氟化盐0.27吨、阳极炭块0.6吨。铝电解生产中所用氟化盐主要是冰晶石Na₃AlF₆和氟化铝AlF₃，其次有一些用来调整和改善电解质性质的添加剂，如：氟化镁MgF₂、氟化锂LiF或碳酸锂Li₂CO₃、氟化钙CaF₂、氟化钠NaF。每生产1吨氧化铝可排放：粉尘2.5Kg、氟化物0.35Kg，可产生HW32危险废物(无机氟化物)345Kg，俗称电解槽大修废渣。

优选的，所述絮凝剂由质量配比如下的原料制成：

红色膨润土    60％

电解铝废渣    25％

硫酸亚铁      15％。

本发明还涉及制备所述絮凝剂的方法，所述方法包括：

(1)将各原料粉碎，以100～150目筛分筛，获得100～150目的原料粉末；

(2)按照膨润土50％～70％、电解铝废渣20％～30％、硫酸亚铁10％～20％质量配比取各原料粉末，混合均匀，干燥(80～95℃，10～20min)得到所述絮凝剂。