[发明专利]一种采用粉煤灰与酸洗废液制备复合絮凝剂的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种采用粉煤灰与酸洗废液制备复合絮凝剂的方法。

背景技术

复合型无机高分子絮凝剂是指含有铝盐、铁盐和硅酸盐等多种具有絮凝或助凝作用的物质，铝系、铁系无机絮凝剂作为无机絮凝剂的两大类已有几十年的发展历史，单纯的铝盐存在着沉降速度慢，除色效果差等缺点，而单纯的铁盐虽然沉降速度快，除浊效果好，但铁盐具有很强的腐蚀性。因此将铝、铁共聚合成新的聚合物，使其兼具一般铝盐、铁盐的特点，成为新的研究方向。

活化硅酸是在上世纪30年代中后期作为混凝剂在水处理中应用的，但由于聚硅酸具有很强的自聚能力，在实际应用中受到很大的限制。后来研究发现，金属离子不但能提高聚硅酸的絮凝效果，而且能提高其稳定性，人们便利用硅酸和其它金属盐复配来实现聚硅酸的改性，得到的聚硅酸盐絮凝剂不但具有无机高分子絮凝剂的电中和作用，也具有有机高分子絮凝剂卷扫网捕作用。因而其等效使用量减少，处理后残留量低，生产成本相对较低而引起了水处理界的极大关注，成为复合絮凝剂研究的一个热点。

聚硅酸铝铁是在聚硅酸和传统铝盐、铁盐絮凝剂的基础上发展起来的新型复合无机高分子絮凝剂。它是依据协同增效的原理将铝盐和铁盐引入到聚硅酸溶液中的方法制备而成。该絮凝剂综合了聚硅酸粘结、聚集、吸附以及架桥效能和铝盐絮凝剂絮体大，色性能好、铁盐絮凝剂絮体密实、沉降速度快等特点，具有较强的架桥、吸附性能。因此，在工业用水的预处理、各类工业废水的处理和生活污水、污泥的处理等方面有着广阔的应用前景。

我国是个产煤大国，煤炭作为生产基本燃料，燃烧后会产生大量的固体废物一粉煤灰。2000年粉煤灰排放量约为1.5亿吨，到2010年达到3亿吨，给我国的国民经济建设及生态环境造成巨大的压力。粉煤灰的综合利用，变废为宝、变害为利，已成为我国经济建设中一项重要的技术经济政策。在钢铁制品的加工过程中，经常要用到硫酸对其表面进行酸洗除锈和除氧化皮处理，由此产生大量酸洗废液，很多企业不能综合利用，一方面污染环境，另一方面也造成资源的浪费。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术中的不足之处，提供一种工艺简单，有效利用粉煤灰和钢铁厂酸洗废液制备复合絮凝剂的方法。

为了达到上述目的，本发明采用以下方案：

一种采用粉煤灰与酸洗废液制备复合絮凝剂的方法，其特征在于包括以下步骤：

A、焙烧：在坩埚中加入粉煤灰和Na₂CO₃，焙烧温度为800-950℃，时间为50-80min，使粉煤灰中的铝、硅转变为活性较大的无定型体或晶体；

B、酸浸：将酸洗废液加入焙烧过的粉煤灰中，在80-100℃的恒温水浴中搅拌0.5-1.5h，过滤，得酸浸滤液和滤渣，将滤渣凉干、研细；

C、碱溶：将步骤B中的滤渣加入碱性溶液中煮沸4-6h，将反应液过滤，滤液即为硅酸钠溶液；

D、加酸聚合：将上述硅酸钠溶液，在搅拌下加废酸调节溶液pH值为2.5-3.5后聚合0.5-1.5h，可得聚硅酸溶液；

E、将上述聚硅酸溶液与酸浸滤液混合，于45-55℃，搅拌50-60min，熟化24-36h，得产物为红棕色胶状液体，即得复合絮凝剂。

如上所述的一种采用粉煤灰与酸洗废液制备复合絮凝剂的方法，其特征在于步骤A中的焙烧温度为850℃，时间为60min。

如上所述的一种采用粉煤灰与酸洗废液制备复合絮凝剂的方法，其特征在于步骤B中的水浴温度为90℃，搅拌时间为1h。

如上所述的一种采用粉煤灰与酸洗废液制备复合絮凝剂的方法，其特征在于步骤C中滤渣加入碱性溶液中煮沸时间为5h。

如上所述的一种采用粉煤灰与酸洗废液制备复合絮凝剂的方法，其特征在于步骤D中pH值为3，聚合时间为1h。

如上所述的一种采用粉煤灰与酸洗废液制备复合絮凝剂的方法，其特征在于步骤E中在50℃，搅拌60min，熟化24h。

如上所述的一种采用粉煤灰与酸洗废液制备复合絮凝剂的方法，其特征在于步骤C中所述的碱性溶液为工业NaOH溶液。

如上所述的一种采用粉煤灰与酸洗废液制备复合絮凝剂的方法，其特征在于步骤B酸洗废液主要成分包括硫酸质量分数11％，硫酸亚铁质量分数19％。

如上所述的一种采用粉煤灰与酸洗废液制备复合絮凝剂的方法，其特征在于步骤D所述的废酸为硫酸废酸。

为了验证本发明复合絮凝剂的絮凝性能，本发明进行了以下试验：