[發明專利]復合絮凝劑及其制備方法

無效

• 申請號: 201310014319.5
• 申請日: 2013-01-15
• 公開（公告）號: CN103030201A
• 公開（公告）日: 2013-04-10
• 發明（設計）人: 謝祖芳;朱萬仁;龐起;晏全;陳淵;周振
• 申請（專利權）人: 玉林師范學院
• 主分類號: C02F1/52
• 分類號: C02F1/52;C02F1/56
• 代理公司: 廣西南寧公平專利事務所有限責任公司 45104
• 代理人: 楊立華

技術領域

本發明屬于廢酸處理及水處理劑制備技術領域，涉及一種復合絮凝劑及其制備方法，尤其是用硫酸法鈦白廢酸及其副產品硫酸亞鐵制備的高效復合絮凝劑。

背景技術

隨著人們環保意識的增強，工業廢水、城市污水的達標處理成為當務之急。根據調查，目前工業廢水處理量還不到總量的20％，城市污水暫時僅在少數城市進行實驗性處理，主要原因是處理費用高。因此，開發高效、廉價的廢水處理劑刻不容緩。絮凝劑是最重要的水處理劑，它用量極大，每年以很高的百分比遞增。傳統絮凝劑已逐步被無機及有機高分子絮凝劑所替代。無機高分子絮凝劑（聚合鐵、聚合鋁）比傳統絮凝劑（低分子鐵鹽、鋁鹽）效果更優異，且比有機高分子絮凝劑價格低廉，但它的相對分子質量和粒度以及絮凝架橋能力比有機絮凝劑差，同時還存在進一步水解反應的不穩定性問題。有機高分子絮凝劑主要有人工合成和天然改性兩種。人工合成的有機高分子絮凝劑如聚丙烯酰胺、聚乙烯亞胺等在使用中具有用量少、凝聚速度快、絮凝體大而強韌的特點，已被廣泛應用于污水處理，但它價格偏高，而且若生產時留存有未聚合單體則有毒性。天然改性高分子絮凝劑具有原料來源廣、價格較低、易生物降解等特點，其中，淀粉改性絮凝劑尤為引人注目。國外水處理藥劑市場中，淀粉改性絮凝劑占有相當大的市場比例，開發及應用研究十分活躍。然而，天然高分子絮凝劑電荷密度較小、分子量低且易發生生物降解而失去活性，這些弱點促使研究和開發向各種復合型高分子絮凝劑發展。

污水是一種復雜、穩定的分散體系，單一的絮凝劑往往無法獲得滿意的處理效果，因此，近年來研究人員開始研制復合絮凝劑。實踐證明，復合絮凝劑表現出優于單一絮凝劑的效果。研究表明，無機/有機復合絮凝劑的絮凝效果更佳，有望成為新生代的高效絮凝劑。無機/有機復合絮凝劑的復配機理主要與其協同作用有關，一方面污水雜質為無機絮凝劑所吸附，發生電中和作用而凝聚；另一方面又通過有機高分子的橋連作用，吸附在有機高分子的活性基團上，從而網捕其它的雜質顆粒一同下沉，起到更為優異的絮凝效果，因此這是無機絮凝劑的高正電荷密度和有機高分子絮凝劑的網捕功能聯合協同作用的結果。研究和應用高效低耗、安全無害、無二次污染的水處理劑是提高水環境質量和水處理科學技術水平的重要途徑之一。

我國的鈦白粉98%以上由硫酸法生產，平均每生產1噸鈦白粉會產生6~8噸的廢酸（硫酸質量濃度為20%左右）和2.5~4噸的副產品七水硫酸亞鐵（綠礬，FeSO₄·7H₂O）。按粗略估計，全國鈦白粉廠每年至少產生170萬噸廢酸和100萬噸副產品硫酸亞鐵。由于處理鈦白廢酸的成本過高，提高了鈦白粉生產企業的運行成本；另一方面，七水硫酸亞鐵的產量遠超過鈦白粉自身的產量，同時又在市場上滯銷，因為除少量七水硫酸亞鐵用作凈水劑、肥料和飼料添加劑外，絕大部分被廠家當作廢品處理或長期堆放，任其流失。如何處理副產物和廢酸是硫酸法生產鈦白粉廠家生存和發展的關鍵。

尼龍是高分子聚合物聚酰胺的俗稱，也稱為錦綸，簡稱PA，是世界上第一種完全人造的纖維。由于聚酰胺具有無毒、質輕、優良的機械強度、耐磨性及較好的耐腐蝕性，因而廣泛應用于紡織、機械、化工、儀表、汽車等工業中。聚酰胺熔融紡成絲后有很高的強度，主要制作合成纖維并可用于醫用縫線。聚酰胺的耐磨性在所有天然纖維和化學纖維中，可稱得上冠軍，能制成長纖或短纖，短纖維主要用于同羊毛或其他毛型化纖混紡，制成各種耐磨經穿的衣料；長纖維制成各種彈力襪、尼龍絲襪、錦綸蚊帳、彈力錦綸外衣、各種錦綸綢等。由于尼龍品種多、產量大、應用廣泛，產生的廢舊尼龍數量也很多，但大多成為垃圾被丟棄。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種性能優良、成本低廉的復合絮凝劑及其制備方法，該法以硫酸法鈦白廢酸及其副產品硫酸亞鐵和廢舊尼龍、淀粉等為原料，變廢為利、工藝過程及操作方法簡單、可實現性強、效率高成本低、應用范圍廣，同時實現了鈦白粉產業鈦白廢酸及其副產品的資源化、無害化處理，提高鈦白粉產業的附加價值。

為解決上述技術問題，本發明采用如下技術方案：復合絮凝劑，以硫酸法鈦白廢酸及其副產品硫酸亞鐵、廢舊尼龍和淀粉為原料，采用一鍋煮的方法制備。

上述制備以氯酸鉀為氧化劑、粉煤灰為助聚劑。

上述復合絮凝劑的制備方法，包括以下步驟：

（1）將廢舊尼龍加入到鈦白廢酸中煮沸溶解；

（2）于步驟（1）的混合液中加入水、硫酸亞鐵、氯酸鉀、粉煤灰和淀粉；

（3）將步驟（2）的混合液攪拌反應；

（4）將步驟（3）的反應液固液分離，即得液體復合絮凝劑。