[發明專利]一種利用垃圾焚燒飛灰和廢鐵渣制備聚合氯化鐵絮凝劑的方法

有效

• 申請號: 202010771424.3
• 申請日: 2020-08-04
• 公開（公告）號: CN112062240B
• 公開（公告）日: 2022-08-26
• 發明（設計）人: 黃濤;宋東平;張克;金俊勛;杜晶;劉龍飛;周璐璐
• 申請（專利權）人: 常熟理工學院
• 主分類號: C02F1/52
• 分類號: C02F1/52
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

本發明公開了一種利用垃圾焚燒飛灰和廢鐵渣制備聚合氯化鐵絮凝劑的方法，(1)將垃圾焚燒飛灰與水混勻，得垃圾焚燒飛灰漿，倒入電動裝置樣品區，在陰陽極分別加入氯化鈉水溶液至沒過垃圾焚燒飛灰漿，開啟電動裝置進行通電處置；(2)將廢鐵渣研磨后與水混勻，得鐵基脫氯漿，將電動陽極室氣體通入鐵基脫氯漿中，得氯載鐵基漿；(3)通電處置結束后，將陽極電解液與氯載鐵基漿混勻，陳化，得氯鐵絮凝漿；(4)將陰極電解液與氯鐵絮凝漿混勻，陳化，烘干，研磨，得聚合氯化鐵絮凝劑。本發明充分利用兩種廢棄材料的特性，通過電動處置技術將垃圾焚燒飛灰中的氯轉移至鐵基材料中，絮凝劑可實現對水體中COD、總磷、氨氮和汞離子的高效去除。

技術領域

本發明涉及聚合氯化鐵絮凝劑的制備方法，尤其涉及一種利用垃圾焚燒飛灰和廢鐵渣制備聚合氯化鐵絮凝劑的方法。

背景技術

無機高分子絮凝劑主要包括鋁系絮凝劑和鐵系絮凝劑兩類。其中，鐵系絮凝劑適用于低溫低濁度廢液處理，具有安全無毒、礬花大、沉降快等優點。鐵系無機絮凝劑主要包括聚合氯化鐵(PFC)和聚合硫酸鐵(PFS)兩種。聚合氯化鐵(PFC)已在城市污水和工業污水凈化方面得到廣泛應用。應用鐵基材料制備聚合氯化鐵絮凝劑不僅需要經過酸浸、過濾、沉淀、改性、陳化等繁瑣步驟，而且還需要用到鹽酸、氫氧化鈉、改性藥劑等大量酸堿化學試劑。考慮到鹽酸和氫氧化鈉自身物化特性及購置成本均價高的特點，傳統的聚合氯化鐵絮凝劑制備技術不僅制備成本高，而且在制備過程中易產生二次污染。

隨著科技技術的進步和可持續發展觀念的樹立,過去一直被視作垃圾的工業與生活有機廢棄物被重新認識,作為一種能源資源化利用的物質而受到深入的研究和開發利用。目前垃圾焚燒飛灰和鋼渣鐵渣的資源化利用得到了廣大研究人員的關注，且進行了大量的試驗研究。垃圾焚燒飛灰屬于危險廢棄物，含有大量的可溶性無機鹽、碳酸鈣、硅酸鹽及硅鋁酸鹽化合物等物質，其氯含量可高達自身質量的5％～25％，垃圾焚燒飛灰中的大量氯鹽嚴重限制了其在水泥建材方面的應用。中國每年產生千萬噸級別的鋼渣鐵渣，當前鋼渣鐵渣主要用于鋼鐵公司內部循環使用，部分也用做路基鋪設材料、水泥燒結原料、土壤改良配料等。關于垃圾焚燒飛灰和廢鐵渣在絮凝劑的制備應用方面未曾有報道；且二者的資源化利用是單獨進行處理的，沒有同時一起處理的方法，這使得處理成本高，耗費耗時。

發明內容

發明目的：針對以上問題，本發明提出一種利用垃圾焚燒飛灰和廢鐵渣制備聚合氯化鐵絮凝劑的方法，充分利用兩種廢棄材料的特性，不僅可以解決傳統聚合氯化鐵絮凝劑制備過程所存在的問題，而且可在一定程度上解決垃圾焚燒飛灰資源化過程中因氯含量高帶來的問題。

技術方案：本發明所述的一種利用垃圾焚燒飛灰和廢鐵渣制備聚合氯化鐵絮凝劑的方法，包括以下步驟：

(1)將垃圾焚燒飛灰與水混勻，得垃圾焚燒飛灰漿，倒入電動裝置樣品區，在陰陽極分別加入氯化鈉水溶液至沒過垃圾焚燒飛灰漿，開啟電動裝置進行通電處置；

(2)將廢鐵渣研磨后與水混勻，得鐵基脫氯漿，收集步驟(1)中電動陽極室氣體并將其通入鐵基脫氯漿中，得氯載鐵基漿；

(3)通電處置結束后，將陽極電解液與氯載鐵基漿混勻，陳化，得氯鐵絮凝漿；

(4)將陰極電解液與氯鐵絮凝漿混勻，陳化，烘干，研磨，得聚合氯化鐵絮凝劑。

其中，所述步驟(1)中垃圾焚燒飛灰與水的固液比為1～2:1；氯化鈉水溶液的濃度為0.05～0.6mol/L，進一步優選為0.05～0.5mol/L；通電處置的電壓梯度為0.45～3.6V/cm，進一步優選為0.5～3.5V/cm；通電處置的時間為0.5～3.5h。

所述步驟(2)廢鐵渣研磨1～3h得廢鐵渣粉，廢鐵渣粉與水的固液比為0.2～1.2:1。

所述步驟(3)和(4)的陳化溫度均為50～90℃，陳化時間均為3～12h。