[发明专利]麦饭石矿物材料絮凝剂的制备及应用

说明书

技术领域

本发明属于水污染处理技术领域，涉及絮凝剂的制备及应用，尤其是一种麦饭石矿物材料絮凝剂的制备及应用。

背景技术

我国水资源污染严峻，简洁高效的处理生活污水及工业废水技术是水处理专家和学者亟待解决的问题；而絮凝作为一种常用的废水处理手段，广泛的应用于生活及工业的废水处理。目前的絮凝剂的种类繁多，从低分子至高分子，从单一型至复合型，趋势是向廉价实用、无毒高效的方向发展。所以开发一种无毒害，价廉质优的絮凝剂是目前水处理技术的发展展示了一个广阔的前景。

就絮凝剂而言，目前使用较广泛的絮凝剂为聚铝(PAC)，其有着投加量少，价格便宜，水解范围较宽等特点，但由于存在絮体松散，易上浮，水体铝残留量高等缺点，而且这些聚合物与普通的铝盐不同，对生物具有毒性，因而在适用范围上也受到限制。

现有的无机絮凝剂种类来看，大多数都是含Al、Fe高的聚合物，因此选取富含Al、Fe较多的矿物材料更加具有科学性。对于无机矿物材料来说，因具有吸附及离子交换等作用，在水污染处理，净化水质及大气污染上应用广泛；其中由原岩经蚀变、风化而形成层状、脉状、透镜状结构疏松的的活性矿物麦饭石，其外貌颇似大麦米煮出的饭团，Al、Fe等金属离子含量较为丰富，便于加工和处理。我国麦饭石资源丰富，分布广泛，价格便宜，在内蒙古、河北、山东等地均有大量矿藏，有着多种矿物元素及很好的吸附性、溶出性、矿化性、双向调节pH等特性，广泛应用于各个领域，但用于制作无机絮凝剂还未见相关文献记载和报道。

发明内容

本实用发明的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种水处理效果好、使用安全有效无污染、价格低廉，使用不受限制的絮凝剂制备方法及应用。

本发明的上述目的是通过以下技术手段实现的：

一种麦饭石矿物材料絮凝剂的制备方法，包括以下步骤：

(1)选SiO₂、Al₂O₃、Fe₂O₃含量高的麦饭石矿物材料，使用粉碎机对其充分研磨，研磨时间控制在2.0-4.0min，使其平均粒径为34.3-76.3μm；

(2)将粉碎后的麦饭石矿物材料粉末与酸溶液进行充分混合，常温条件下搅拌均匀，反应2-6h后，即可得到麦饭石矿物材料浆状絮凝剂；

(3)将步骤(2)得到的麦饭石矿物材料浆状絮凝剂在95℃下烘干1-3h，再于95-110℃下进行干燥后研磨，制得粉末状麦饭石絮凝剂。

而且，步骤(1)所述的麦饭石矿物材料中，SiO₂的质量分数为60-70％，Al₂O₃的质量分数为10-20％，Fe₂O₃的质量分数为3-5％。

而且，步骤(2)所述酸溶液质量分数为20-30％，其中酸溶液是硫酸、盐酸、硝酸或草酸中的一种。

而且，步骤(2)所述的粉碎后的麦饭石矿物材料粉末与酸溶液混合比为0.8-1.5:1。

一种麦饭石矿物材料絮凝剂的应用，将麦饭石矿物材料絮凝剂投入浊度为212.0NTU，COD为202mg/L的食品废水中，投加量为400-800mg/L，由50％硫酸及15％氢氧化钠调节水样pH值为5-10，并经快速搅拌，200r/min，1-5min，慢速搅拌，40r/min，10-20min，静置10-20min。

本发明的优点和积极效果是：

1、众所周知，矿泉水清澈透明，与一般的河水相比，主要含有矿物材料溶解的金属离子，而含有大量胶体的河水通过沙石层或含有矿物材料的土壤径流时，由于矿物材料的金属离子的溶入，会中和河水中带有负电荷的胶体，使之脱稳、絮凝、沉淀和吸附。本发明所选用的絮凝剂材料矿物麦饭石是由原岩经蚀变、风化而形成的，其具有层状、脉状、透镜状等结构，其结构疏松，外貌颇似大麦米煮出的饭团，具有一定的活性。Al、Fe等金属离子含量较为丰富，有着多种矿物元素及很好的吸附性、溶出性、矿化性、双向调节pH等特性。满足上述矿物材料的特性。同时，麦饭石分布广泛，价格便宜且便于加工和处理。

2、本发明为了有效利用麦饭石矿物材料，预先使用粉碎机对其充分研磨，再用粒径分析仪，对其粉末粒径进行测定，筛选出研磨时间为2.5min后所得到麦饭石粉末平均粒径变化较小，为48.7μm。有利于与酸充分反应，缩短制备生产时间。