[發(fā)明專利]一種利用廢料制備聚合硅酸鋁鐵的方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510316228.6
• 申請(qǐng)日: 2015-06-11
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104860387A
• 公開(kāi)（公告）日: 2015-08-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 朱志平;王娜娜;湯雪穎;肖劍峰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 長(zhǎng)沙理工大學(xué)
• 主分類號(hào): C02F1/52
• 分類號(hào): C02F1/52;C01B33/26
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種利用鋁鹽、鐵鹽和硅酸鹽以及含鋁鐵等元素的廢料制備聚合硅酸鋁鐵絮凝劑的方法，屬于工業(yè)水處理領(lǐng)域。

背景技術(shù)

水是生命的源泉，是人類生存發(fā)展不可缺少的物質(zhì)。隨著我國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民生活水平的不斷提高，生產(chǎn)生活用水的需求也越來(lái)越大。但是，水污染和人們不合理的利用淡水資源導(dǎo)致我們可以取用的淡水資源日益減少。因此，水處理技術(shù)顯得尤為重要，它是節(jié)水、節(jié)能和環(huán)境保護(hù)以及人與環(huán)境和諧發(fā)展的關(guān)鍵之一。目前國(guó)內(nèi)外應(yīng)用的水處理方法大致可分為三類：物理處理法、化學(xué)處理法和生物處理法。其中，絮凝沉降是一種物理法化學(xué)方法，由于其工藝簡(jiǎn)單、效率高、費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)而得到廣泛的應(yīng)用。

目前在生產(chǎn)實(shí)踐中使用最多的是無(wú)機(jī)絮凝劑。無(wú)機(jī)絮凝劑是以鋁鹽和鐵鹽兩種系列為主。鋁和鐵具有許多相似的性質(zhì)，如原子共價(jià)半徑、離子半徑都比較相近，F(xiàn)e^3?+?，Ai³⁺?均具有相同的電荷，它們易水解，其鹽具有共價(jià)性。因此，它們可通過(guò)交叉共聚，形成多核、更長(zhǎng)、更穩(wěn)定的分子鏈，得到混凝效果更好的無(wú)機(jī)高分子復(fù)合混凝劑———聚合鋁鐵。鋁鹽絮凝劑在絮凝過(guò)程中形成的絮體大，有較好的脫色作用，但絮體松散易碎，沉降速度慢；鐵鹽絮凝劑在絮凝過(guò)程中形成的絮體密實(shí)，沉降速度快，但絮體較小，卷掃作用差，處理后水的色度較深。若在聚硅酸中同時(shí)引人2種金屬離子(Fe³⁺，A1³⁺)，制成陽(yáng)離子型聚合硅酸鐵鋁，再引入陰離子(SO₄^2-)，可制得聚硅硫酸鋁鐵絮凝劑，這種改性的目的是引入某些高電荷離子以提高電荷的中和能力，引入羥基以增加配位絡(luò)合能力，從而達(dá)到改善其絮凝效果的目的。主要原材料是鋁鹽、鐵鹽和硅酸鹽以及含鋁鐵等元素的礦物、礦渣廢料，因而其原料來(lái)源廣，同時(shí)生產(chǎn)工藝比較簡(jiǎn)單，有利于開(kāi)發(fā)利用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于充分利用鋼廠酸洗廢水，將鋼廠酸洗廢水中鐵鹽和低濃度硫酸充分利用，有效的降低能耗，合理利用資源，促進(jìn)人與自然和諧發(fā)展。

?為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取了以下技術(shù)方案：

一種新的聚合硅酸鋁鐵的制備方法，其特征在于：所述制備絮凝劑，該聚合硅酸鋁鐵生產(chǎn)原料包括以下組分：硫酸鐵、硫酸鋁、硅酸鈉。

本發(fā)明還提供了制備上述聚合硅酸鋁鐵的方法，包括以下步驟：

(1)?廢酸液進(jìn)入廢酸池，通過(guò)鼓風(fēng)機(jī)向廢酸池中充入空氣，使鋼廠廢酸液中亞鐵離子轉(zhuǎn)化為三價(jià)鐵；

(2)?經(jīng)空氣氧化后的硫酸鐵及硫酸廢液經(jīng)過(guò)濾器濾除廢液中的懸浮雜質(zhì)，保證廢液雜質(zhì)含量低，并有效的防止堵塞膜組件；

(3)?經(jīng)過(guò)濾器過(guò)濾后的酸液進(jìn)入混合槽進(jìn)行電加熱，保證混合廢酸液溫度為50℃，進(jìn)入納濾組件進(jìn)行分離；

(4)?經(jīng)納濾組件分離后的濃縮液進(jìn)入冷卻結(jié)晶罐，用冷卻水冷卻，在離心機(jī)中結(jié)晶體與母液分開(kāi)，母液進(jìn)入混合槽。透過(guò)液經(jīng)過(guò)納濾組件2截留濃縮后成為含20%H₂SO₄的再生酸液；

(5)?再生酸液與鋁粉或粉碎后的鋁礦渣進(jìn)行反應(yīng)生成硫酸鋁，經(jīng)過(guò)濾后結(jié)晶，得到硫酸鋁；

(6)?取?Na₂Si0₃·9H₂0配置成含Na₂SiO₃2%的溶液然后用再生含20%的再生硫酸酸化，調(diào)節(jié)pH至5.5左右，在室溫下聚合，先加入硫酸鋁反應(yīng)一定時(shí)間，然后加入硫酸鐵加熱攪拌反應(yīng)一段時(shí)間后得到聚合硅酸鋁鐵。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的絮凝劑聚合硅酸鋁鐵具有以下的優(yōu)勢(shì)：

1、本發(fā)明采用鋼廠廢水經(jīng)納濾、離心等分離方式有效的將鋼廠廢水轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)聚合硅酸鋁鐵的主要原料硫酸鐵及20%的硫酸，大大降低了鋼廠廢水處理的費(fèi)用，合理的利用了現(xiàn)有的資源，實(shí)現(xiàn)了人與環(huán)境、經(jīng)濟(jì)與環(huán)境的和諧發(fā)展；

2、本發(fā)明的鋁渣鋁粉來(lái)自工業(yè)廢料，實(shí)現(xiàn)了廢物的回收利用；

3、本發(fā)明的絮凝劑聚合硅酸鋁鐵，其絮凝效果優(yōu)于聚合鋁及聚合鐵，具有投藥量少，絮凝速度快，絮凝物相對(duì)密度大，除濁率高等優(yōu)點(diǎn)。

附圖說(shuō)明

????圖1是本發(fā)明的聚合硅酸鋁鐵制備流程的示意圖。

具體實(shí)施方式

下面通過(guò)實(shí)施例進(jìn)一步詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施方案，但本發(fā)明的實(shí)施方式不限于此。

實(shí)施例???聚合硅酸鋁鐵原料：