[發明專利]一種利用赤泥廢料制備聚硅硫酸鋁鐵復合絮凝劑的方法

在審

• 申請號: 201711342183.5
• 申請日: 2017-12-14
• 公開（公告）號: CN108083345A
• 公開（公告）日: 2018-05-29
• 發明（設計）人: 石太宏;楊慧珠;毛杉;周霧
• 申請（專利權）人: 中山大學
• 主分類號: C01G49/14
• 分類號: C01G49/14;C02F1/52
• 代理公司: 北京科億知識產權代理事務所(普通合伙) 11350
• 代理人: 湯東鳳

本發明公開了一種利用赤泥廢料制備聚硅硫酸鋁鐵復合絮凝劑的方法，包括以下步驟：(1)將赤泥廢料和活化劑置于馬弗爐中進行煅燒，將赤泥廢料磨碎得到活化赤泥粉；(2)將氧化劑和活化赤泥粉放入硫酸溶液中反應；(3)加入調整鹽調節溶液中Fe、A l、Si的摩爾比為1:1:0.2?0.7，用pH調節劑調節溶液的pH至1?6；(4)加入穩定劑進行反應，過濾即得聚硅硫酸鋁鐵復合絮凝劑。本發明有效地利用了赤泥廢料中的氧化鐵、氧化鋁及氧化硅，制備出聚硅硫酸鋁鐵復合絮凝劑既解決了廢赤泥占用大量土地、污染地下水等問題，又可以資源化來利用，生產成本低，產品附加值高，為赤泥廢料的綜合利用提供了新的途徑。

技術領域

本發明涉及復合絮凝劑技術領域，具體來說涉及一種利用赤泥廢料制備聚硅硫酸鋁鐵復合絮凝劑的方法。

背景技術

混凝沉降法是目前國內外水處理工程技術領域中用來去除水體中膠體懸浮物的的一種既經濟又簡便的水處理方法，在給水凈化、廢水處理過程中的除濁、脫色、脫油以及市政污泥調理及其他固液分離中廣泛應用。絮凝劑的性能決定著水處理的運行費用以及水質凈化的質量效果，因此，新型、高效水處理藥劑與材料在水處理技術領域中有著重要的作用，是水污染治理工程技術創新發展的基礎。

目前，絮凝劑的種類主要有無機、有機絮凝劑、微生物絮凝劑，以及近幾年來發展起來的復合絮凝劑。無機絮凝劑包括傳統的鐵鹽、鋁鹽及其高分子無機混合鋁鐵絮凝劑，有機高分子絮凝劑包括天然和人工合成材料，其中天然有機絮凝劑主要有淀粉、半乳甘露聚糖、纖維素衍生物、微生物多糖及動物骨膠五大類，而人工合成絮凝劑有聚丙烯酸類、聚丙烯銨類及其他聚銨鹽類陽離子型、陰離子型和非離子型有機聚合物。

無機高分子鋁、鐵絮凝劑是當前水處理使用量大而面廣的專用化學藥劑，由于它比簡單的鋁、鐵離子具有凈水效果好、投資少、絮體沉降性能好、產生的污泥量少、適用性廣等優點，因此在國外水處理領域得到廣泛的應用和迅速的發展。但是在形態、聚合度及相應的凝聚一混凝效果方面，無機鐵鹽絮凝劑仍處于傳統金屬鹽絮凝劑與有機絮凝劑之間的位置，它的分子量和粒度大小以及混凝架橋能力仍比有機絮凝劑差很多，而且由于進一步水解反應導致無機鐵鹽絮凝劑在水處理系統不穩定。與無機絮凝劑相比，有機絮凝劑用量少，混凝速度快，受共存鹽類、介質及環境穩定影響小，處理過程短，生成的污泥量少，在國內外廣泛用于石油、印染、食品、化工、造紙等廢水的處理中。但其價格昂貴，且大多數絮凝劑本身或其水解、降解產物有毒，應用受到一定限制，這些問題促使研究和開發各種復合型無機高分子絮凝劑。

由于絮凝劑在水處理中主要是通過吸附電中和作用和吸附架橋作用起作用，其凈水效果與其形態分布、荷電情況和聚集體大小密切相關。在無機鋁鐵鹽混合體系中引入活性硅，是改進無機鋁鐵鹽絮凝劑的重要方法。活性硅的加入可以提高鋁鐵鹽的水解聚合能力，提高鋁鐵鹽絮凝劑的表面電荷，加強其電中和作用，提高其混凝能力，因此將鋁鐵鹽與活性硅復合制備新型無機復合絮凝劑，既可同時發揮無機絮凝劑鋁鐵的中和電荷壓縮雙電層作用，亦可以利用活性硅的網捕及吸附綣帶作用，提高絮凝劑的脫穩沉降能力，使其具有藥劑投藥量低、應用范圍廣、使用方便、經濟的優點。新型的無機復合絮凝劑將具有傳統絮凝劑無法比擬的凈水效果，無機復合絮凝劑的研制和開發必將給水工業、水污染治理與污泥脫水調理帶來巨大的變化，將為我國開創一個高效、低耗、低投入的水處理局面。

赤泥粉煤灰等工業廢料富含鋁硅鐵元素，大部分為工業廢棄物，每年全世界的產生過億噸，僅我國每年約排放赤泥約200萬噸，如此大量的赤泥絕大部分被堆放在廢渣場，占用大量土地，造成土地堿化，地下水受到污染，危害人們的健康。赤泥中大量的氧化鋁、氧化鐵等金屬資源目前仍未得到充分有效的利用，從而造成了資源的巨大浪費。如何使赤泥中的氧化鋁、氧化鐵合理回收，在金屬礦產資源日益匾乏的今天顯得尤為重要。