[发明专利]用赤泥和硫酸亚铁制备聚硅酸铝铁复合絮凝剂的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种水处理用的高分子絮凝剂的制备方法，具体地涉及一种用赤泥和硫酸亚铁制备聚硅酸铝铁复合絮凝剂的方法。

背景技术

混凝是目前水处理领域中应用最广泛的单元技术之一。凡是以地表水作为城镇饮用水或工业用水水源的净化处理，各种工业废水、城市污水的处理，油田地下水回注及污泥处置，以及城市、工业回用水深度处理等，都常常将混凝作为水处理工艺流程中的前置关键单位技术，即作为污染杂质分离去除的前处理过程。但是，混凝处理效果的好坏在很大程度上不仅决定后续处理流程的运行状况，而且更会影响到全工艺流程的出水质量以及处理成本。

为了能够使混凝技术在去除水体中的各种污染物方面发挥重要作用，必须要发展三方面技术，包括高效混凝剂、适于高效混凝剂混凝特性的高效混凝反应器以及与高效药剂和反应器配伍的自动加药控制系统。其中，研制高效混凝剂是当前混凝技术领域的重要发展方向。在实际中研制高效混凝剂的核心价值在于：最大限度地降低药剂用量和技术费用并切实达到预期最佳或可以接受的净水效果。

目前，混凝过程中主要使用无机聚合类絮凝剂。目前普遍使用的无机聚合类絮凝剂有铝系和铁系两大类，它们的典型代表分别是聚合氯化铝和聚合硫酸铁。聚合氯化铝处理生活污水和一般的工业废水具有混凝性能好、絮体大且易沉淀、药剂用量少、适用范围广等优点，但其对含有较高的COD、色度和pH的造纸废水和印染废水的脱色效果差。另外，在净化饮用水方面，聚合氯化铝处理后的水存在残留铝偏高易使人体致病的问题；聚合硫酸铁在处理含氟废水、高氟饮用水以及含重金属废水等方面具有很好的效果，与铝盐相比，铁盐絮体更加密实，产生的污泥体积更少，但其应用范围由于铁盐的颜色受到限制。

聚硅酸铝铁絮凝剂是在传统铝盐、铁盐及聚硅酸等絮凝剂的基础上发展起来的一类新型无机高分子复合絮凝剂，它同时具有电中和及吸附架桥作用。由于其具有混凝效果好、原料来源广、价格便宜和处理后水中的残留物少等优点，成为国内外无机高分子混凝剂研究的热点。

赤泥是用铝土矿提炼氧化铝生产过程中的一种矿物残渣。根据铝土矿的品位不同，每生产1t氧化铝可产生0.5-0.6t赤泥。目前，全世界铝工业每年产生赤泥超过7000万吨，中国铝工业每年产生赤泥达到100-200万吨，这意味着赤泥的产生量是相当大的。大量的赤泥主要采用陆地堆存的方法进行处理，不但占用农田，耗费巨额的堆场建设和维护管理费用，而且由于其属于强碱废渣，在堆存过程中容易产生高碱度污水，使赤泥堆场周围的地下水或进入地表水pH升高，造成严重的水污染。赤泥堆场表面风干的扬尘还直接影响区域环境空气质量。总之，赤泥的长期堆存对生态环境及人民的生产、生活产生严重的危害，同时也制约着氧化铝生产的发展。所以，赤泥的综合回收与利用已成为发展我国氧化铝工业的重要课题，也是我国环保研究领域中热门的课题之一。如何充分开发利用赤泥，提高其利用的附加值，使之变废为宝，这是当今技术领域要解决的难题。

硫酸亚铁是硫酸法钛白粉生产中的固体废弃物。近年来我国钛白企业快速发展，钛白粉产量很大，因此硫酸亚铁的产生量也相当大。例如，2009年我国钛白粉总产量为104.66万吨，按照每生产1t钛白粉可产生3～3.2t的七水硫酸亚铁(FeSO4·7H2O)计算，2009年我国硫酸亚铁的产生量就达到313.98～334.912t。这些硫酸亚铁部分用于饲料添加剂、净水剂、农用化肥外，部分可生产氧化铁红颜料，但大部分作为废弃物无法有效加以利用。因此，钛白粉厂的副产物硫酸亚铁的综合利用和环境污染也是当今技术领域要解决的难题。迄今为止，未见到采用赤泥和硫酸亚铁制备聚硅酸铝铁絮凝剂的报道。

发明内容

本发明的目的在于提供一种利用氧化铝工业废渣赤泥和生产钛白粉的副产物硫酸亚铁为主要原料制备聚硅酸铝铁复合絮凝剂的方法。

为实现上述目的，本发明提供的用赤泥和硫酸亚铁制备聚硅酸铝铁复合絮凝剂的方法，包括以下步骤：

1)将赤泥、硫酸亚铁、碱按重量比1∶0.6～1.3∶0.4～0.9充分混合，将混合物在700-1000℃温度条件下焙烧，冷却；

2)冷却后的产物与体积比为1∶1的盐酸按重量比1∶4～25在40～95℃温度下酸浸；

3)将酸浸产物进行离心分离，滤液陈化后得到聚硅酸铝铁复合絮凝剂。

所述的方法中，赤泥使用前先粉碎至50-300目的粒径。

所述的方法中，硫酸亚铁是钛白粉的副产物。

所述的方法中，步骤1中的焙烧时间为0.5-2.5小时。

所述的方法中，步骤2中的酸浸时间为2-5小时。