[发明专利]一种利用冷轧钛板酸洗废液制备聚硅酸钛絮凝剂的方法及应用

说明书

本发明公开了一种利用冷轧钛板酸洗废液制备聚硅酸钛絮凝剂的方法及应用，属于环境科学与安全科学领域。本发明将Na₂SiO₃溶于去离子水中配制成Na₂SiO₃溶液；将稳定剂加入到稀硫酸溶液混合均匀得到稳定剂‑硫酸溶液；将Na₂SiO₃溶液逐滴加入到稳定剂‑硫酸溶液中，在室温、搅拌条件下反应1~5h得到聚硅酸溶液；将聚硅酸溶液加入到冷轧钛板酸洗废液中，在室温、搅拌条件下反应0.1~3h即得聚硅酸钛絮凝剂。本发明方法制备的聚硅酸钛絮凝剂可以有效捕沉模拟江河中的悬浮物，快速高效地净化水体；还可用于电镀废水除铬；有机废水除氮磷和COD。

技术领域

本发明涉及一种利用冷轧钛板酸洗废液制备聚硅酸钛絮凝剂的方法及应用，属于材料合成及能源技术领域。

背景技术

絮凝沉淀法是在水处理中被广泛使用的一种预处理方法。早期使用的絮凝剂是活化硅酸，利用其可以产生吸附架桥和网捕卷扫作用来吸附脱稳的微小胶体颗粒物质，最后聚集成一个网状的絮凝体，在絮体沉降过程中网捕卷扫一部分水中的胶体颗粒物质一同沉降，从而起到净化水体的作用。但其存在易成冻投加困难等缺点。

冷轧钛板酸洗废液酸性强，Ti⁴⁺含量高，若不经处理直接排放会污染环境，而且造成资源浪费。一般的处理方法是用石灰乳调节pH，同时生成沉淀物，处理难度大，且对废液中的废酸和Ti⁴⁺利用率极低，而且还需要企业投入大量的资金和人力。

目前，尚未有采用冷轧钛板酸洗废液制备聚硅酸钛絮凝剂的方法。

发明内容

针对现有冷轧钛板酸洗废液不容易处理和现有絮凝剂絮凝效果较差、有毒等问题，本发明提供一种利用冷轧钛板酸洗废液制备聚硅酸钛絮凝剂的方法及应用，本发明聚硅酸钛絮凝剂的合成方法简单快捷，不需要额外添加钛盐等纯物质来引进Ti⁴⁺，并且常温下就可以制备，制备条件温和；并且本发明最大程度的利用了冷轧钛板酸洗废液中的Ti⁴⁺，同时含钛废液的酸度也提高了活化硅酸的稳定性，本发明制备的聚硅酸钛絮凝剂无毒，形成的絮体大，卷扫作用强，处理模拟江河水时除浊效果良好，并且不会提高水体的色度。

一种利用冷轧钛板酸洗废液制备聚硅酸钛絮凝剂的方法，具体步骤如下：

（1）将Na₂SiO₃溶于去离子水中配制成Na₂SiO₃溶液；

（2）将稳定剂加入到稀硫酸溶液混合均匀得到稳定剂-硫酸溶液；

（3）将步骤（2）所得稳定剂-硫酸溶液逐滴加入到步骤（1）所得Na₂SiO₃溶液，在室温、搅拌条件下反应1~5h得到聚硅酸溶液；

（4）将冷轧钛板酸洗废液逐滴加入到步骤（3）所得聚硅酸溶液中，在室温、搅拌条件下反应0.1~3h即得聚硅酸钛絮凝剂；

所述步骤（1）Na₂SiO₃溶液中二氧化硅质量分数为0.5~10%；

所述步骤（2）稀硫酸溶液的质量百分数浓度为5~30%，稳定剂-硫酸溶液中稳定剂的质量百分数浓度为1~10%，稳定剂为乙酸、乙酸钠、磷酸二氢钠、磷酸氢二钠中的一种或多种；

所述步骤（3）稳定剂-硫酸溶液与Na₂SiO₃溶液的体积比为（0.5:1）~（1.5:1）；所述步骤（4）冷轧钛板酸洗废液中的钛与Na₂SiO₃溶液中的硅的摩尔比为(1:8)~(3:1)；

所述冷轧钛板酸洗废液中Ti⁴⁺离子浓度为5~180g/L，冷轧钛板酸洗废液的pH值为0~3；