[發明專利]用鈮鉭鐵礦廢渣制備聚硅酸硫酸鐵絮凝劑的方法和應用

有效

• 申請號: 201610075539.2
• 申請日: 2016-02-03
• 公開（公告）號: CN105692828B
• 公開（公告）日: 2019-04-12
• 發明（設計）人: 鄧景衡;姜智超;余侃萍
• 申請（專利權）人: 長沙礦冶研究院有限責任公司
• 主分類號: C02F1/52
• 分類號: C02F1/52
• 代理公司: 長沙朕揚知識產權代理事務所(普通合伙) 43213
• 代理人: 楊斌

本發明公開了一種用鈮鉭鐵礦廢渣制備聚硅酸硫酸鐵絮凝劑（PFSS）的方法與處理廢水中重金屬、濁度、色度等的應用。它是以鈮鉭鐵礦浸出鉭鈮的廢渣為原料，廢渣經過浮選錫產生的廢水澄清后潷淅上清液得到硫酸亞鐵溶液，采用Fenton試劑法對溶液中的有機物進行氧化處理得到硫酸鐵溶液，在含硫酸鐵溶液加入一定量的硅酸鈉溶液發生聚合反應，靜置、過濾、干燥，即得PFSS絮凝劑。本發明利用工業廢棄物制備PFSS絮凝劑，既實現了對廢棄物的充分合理利用，降低成本，又能實現對廢水的治理，保護環境。本發明的PFSS絮凝劑適用于處理廢水中重金屬、濁度、色度等，去除率達95%以上，操作簡單，耗時短，處理效果明顯，具有良好的經濟效益和環境效益，具有重要的應用價值。

技術領域

本發明屬于水處理及水污染防治領域，尤其涉及一種用鈮鉭鐵礦廢渣制備聚硅酸硫酸鐵絮凝劑的方法和應用。

背景技術

絮凝劑在環境保護領域，特別是廢水處理方面起著十分重要的作用。聚硅酸硫酸鐵（PFSS）是一種復合型高效低耗、無二次污染的無機高分子絮凝劑，具有良好的穩定性以及沉淀網捕作用和電性中和、壓縮雙電層的功能。PFSS用來處理廢水，對廢水中的重金屬離子及化學需氧量（COD）、生化需氧量（BOD）、懸浮固體（SS）、色度等具有很好的去除效果。由于聚合硅酸硫酸鐵無毒，也可以用來凈化飲用水，因而得到了國內外研究人員的廣泛關注。

一些專利文獻通過硫酸亞鐵直接氧化或者催化氧化制備硫酸鐵，然后與硅酸鈉反應制備聚合硅酸硫酸鐵絮凝劑，催化氧化過程中要利用催化劑，如亞硝酸鈉，而亞硝酸鈉具有毒性，不適合用于處理廢水。現有技術中還公開了以硅酸鈉、鐵礦石為原料，先通過鐵礦石磨成鐵礦粉，再在750~900度的條件下煅燒，然后加入硫酸進行反應生成硫酸鐵，將硫酸鐵加入到硅酸鈉的溶液中，在一定的硅鐵比及適當酸度條件下聚合，然后熟化即得到PFSS，這些制備工藝復雜、耗時長、成本高，難以大范圍推廣應用。

鈮鉭材料在電子、精密陶瓷、精密玻璃、電子光器件、硬質合金、特種鋼、超導等領域有廣泛的用途，而鈮鉭鐵礦中鈮鉭的品位只有萬分之1至5左右，其中含有大量的鐵等金屬元素，鈮鉭鐵礦的含鐵量一般在20~40%之間以及含有一定量的錫。鈮鉭礦通過氫氟酸和硫酸混合酸提取鈮鉭以后，產生大量的廢渣，目前絕大多數生產廠家對這些廢渣沒有加以利用，一般作為固體廢物堆存，既增加生產成本，又浪費大量的資源，滲濾出的硫酸亞鐵還會污染環境。少數利用鈮鉭廢渣的鈮鉭冶煉廠通過浮選的方法對廢渣中的錫進行回收利用，而對廢渣中的硫酸亞鐵一般都沒有加以利用。廢渣通過浮選錫后所排放的廢水中會含有約7~12%的硫酸亞鐵，COD為2000~4500 mg/L，pH值為1.7~3，這些廢水需要經過處理達標才能排放。另外，廢渣中的硫酸亞鐵很容易從渣中結晶析出，堵塞管道，不僅造成對環境污染，而且浪費大量可利用的資源。加上廢水中的高COD需要處理達標后才能排放。因此，研究鈮鉭鐵礦廢棄物的綜合利用，同時處理排放的高COD的廢水具有重要的意義。

芬頓（Fenton）試劑法是一種可以有效去除廢水COD的方法。Fenton試劑法是在pH值為2~3的條件下，利用亞鐵離子與雙氧水進行Fenton反應，生成具有極強氧化性的羥基自由基，羥基自由基能無選擇性礦化有機污染物，尤其是在氧化降解廢水中的持久性有機污染物方面有著獨特優勢。但是Fenton試劑法在氧化廢水中的有機物的同時，硫酸亞鐵中的亞鐵離子會轉化成鐵離子，從而產生含硫酸鐵泥，這些硫酸鐵泥需要妥善處理，否則會產生極大的危害，比如：占用大量土地；硫酸鐵泥堆放經過風吹雨淋會產生高溫或者其他的化學反應，破壞土壤的結構；直接排放游積河床、嚴重污染水體；硫酸鐵泥被微生物氧化分解后釋放出有害氣體、塵埃等，會加重大氣的污染。硫酸鐵泥是制備聚合硫酸鐵的一種原料。因此，研究一種合理利用含硫酸亞鐵廢渣制備絮凝劑的方法已是十分必要。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是，克服以上背景技術中提到的不足和缺陷，提供一種能合理利用含硫酸亞鐵廢渣的聚硅酸硫酸鐵絮凝劑的制備方法和應用。

為解決上述技術問題，本發明提出的技術方案為：