[发明专利]一种无机-有机杂化絮凝材料及其制备方法

说明书

本发明提供了一种无机‑有机杂化絮凝剂及其制备方法，所述无机‑有机杂化絮凝剂的原料组分包括引发剂以及质量比为1:9‑1:6的无机絮凝剂和有机单体，所述有机单体包括质量比为1:9‑1:5的二甲基二烯丙基氯化铵和丙烯酰胺，所述引发剂的质量为有机单体质量的0.02‑5％。所述无机‑有机杂化絮凝剂通过向无机絮凝剂中引入丙烯酰胺和二甲基二烯丙基氯化铵，引发两种单体在无机体系中的原位共聚合得到。所述无机‑有机杂化絮凝剂通过合理选择原料及配比，能够更好地适应带电细粒尾矿的沉降，在低投加量的情况下即可显著提高尾矿悬浮液的沉降速率，降低上清液的浊度，在降低废水处理成本的同时提高回水的质量，达到节能减排的目的。

技术领域

本发明属于工业废水处理技术领域，涉及一种无机-有机杂化絮凝材料及其制备方法。

背景技术

在选矿行业中，矿石经过选别之后，一般会产生10％-20％的尾矿悬浮液。目前该尾矿存在一系列的问题：(1)为了有效提取矿石中的有价元素，矿石颗粒被磨得极细，即d50在30μm以下，并且颗粒表面经吸附、水解之后带有负电荷，因此悬浮颗粒在重力小、静电斥力大等因素的影响下，难以在悬浮液中迅速沉降；(2)通过自然沉降得到的尾矿上清液中微细颗粒残留量较高，直接回用会因泥化现象严重等原因影响选矿效果，外排则会因选矿药剂的残留而造成对环境的污染；(3)尾矿回水率低，低密度输送会消耗大量的电力。因此实现尾矿颗粒快速沉降、回水固含量低、选矿废水循环利用等目标的尾矿有效脱水是目前亟待解决的问题。

絮凝技术是目前一种实现固液分离的经济、简便且有效的尾矿脱水处理方法，因此高效的絮凝剂在尾矿脱水环节中占据着无可取代的地位。目前广泛使用的絮凝剂包括无机絮凝剂、有机絮凝剂、微生物絮凝剂和复合絮凝剂。

无机絮凝剂包括铝、铁类低分子絮凝剂或高分子絮凝剂，通常情况下，该类絮凝剂带有一定量的正电荷，可发挥电中和作用中和颗粒表面电荷使颗粒脱稳，或通过无机高分子的吸附架桥作用形成大且密实的絮体而快速沉降。无机絮凝剂广泛应用于水处理领域，然而将其用于固含量较高的尾矿絮凝处理时，投加量较大，成本较高。

有机絮凝剂包括聚丙烯酰胺和聚二甲基二烯丙基氯化铵等合成有机高分子絮凝剂和淀粉类、植物胶类等天然有机高分子絮凝剂，该类絮凝剂因其大分子长链而具备较高的吸附架桥能力，因此可在投加量小的情况下达到较好的絮凝效果。目前有机絮凝剂已被广泛应用于选矿企业的尾矿脱水环节，但在阳离子单体成本高、非离子型絮凝剂对于胶体脱稳效果差以及空间位阻效应等方面存在着一些不足。

微生物絮凝剂起源于1935年Butterfield从活性污泥中筛选出的絮凝剂产生菌，该类絮凝剂是由微生物代谢作用产生的，包括蛋白质、纤维素等。微生物絮凝剂具备用量少、绿色环保、易降解等优点，然而原材料成本较高、絮凝剂产量低等缺点限制了它的广泛应用。

复合型絮凝剂是近年来既无机絮凝剂、有机絮凝剂和微生物絮凝剂广泛应用后而产生的新型絮凝剂，包括两种或者两种以上上述絮凝剂的杂化、复合，目的是为了兼具多种絮凝剂的絮凝作用特点，从而实现悬浮液中固液的高效分离。实践证明，复合型絮凝剂的絮凝效果优于单一的絮凝剂，尤其是无机/有机絮凝剂的效果较佳，有望成为新生代的絮凝剂。