用粉煤灰和高嶺土生產高效復合聚硅酸鋁鐵絮凝劑的方法

專利名稱：：用粉煤灰和高嶺土生產高效復合聚硅酸鋁鐵絮凝劑的方法用粉煤灰和高嶺土生產高效復合聚硅酸鋁鐵絮凝劑的方法一.
技術領域：
-本發明涉及一種水處理用高分子絮凝劑的生產方法，特別是涉及一種用粉煤灰和高嶺土生產高效復合聚硅酸鋁鐵絮凝劑液體的方法。二.
背景技術：
：隨著工農業生產的迅速發展和人們生活水平的提高，用水量和廢水排放量曰益增加，要使有限的水資源滿足人們日益增長的生產和生活需要，對排放廢水進行有效的凈化處理和回收利用日趨迫切，而各種傳統凈水劑已不能滿足水質凈化和環保、保健的要求。目前普遍使用的無機絮凝劑有鋁系和鐵系兩大類，聚合氯化鋁(PAC)和聚合硫酸鐵(PFS)分別是鋁系和鐵系絮凝劑的典型代表，兩者有著不同的絮凝特性。聚合氯化鋁(PAC)又稱堿式氯化鋁，是介于AlCL:i和Al(0H)3之間的水解產物，產品有液體和固體兩種，液體PAC是淡黃色或無色透明液，固體PAC色澤與液體產品類似，隨著鹽基度的不同而呈現晶體狀、玻璃體狀或樹脂狀。目前我國生產PAC的方法主要有金屬鋁(包括鋁灰、鋁渣)法、活性氫氧化鋁法、三氧化二鋁(包括鋁礬土、煤矸石等)法、結晶氯化鋁法。PAC是通過Ar鹽水解一聚合產物來對"待處理廢水"進行電性中和、脫穩和吸附架橋等處理，并生成粗顆粒絮凝體來去除水中膠體顆粒或膠體污染物。對于處理生活污水、工業廢水等來說，具有混凝性能好、絮體大、用量少、沉淀快、適用范圍廣等優點；而對于處理具有較高的C0D、色度和PH值的造紙廢水、印染廢水等來說，其脫色率低，應用受到一定限制；尤其在凈化飲用水方面，水的殘留鋁相對偏高，而人體攝入過多的鋁可能會導致老年癡呆癥，是一個不可忽視的致病原因。聚合硫酸鐵(PFS)又稱羥基硫酸鐵，是一種由鐵鹽預制成的中間水解產物，液體產品為紅褐色或深紅色粘稠液，固體產品為淡黃色或灰黃色樹脂。生產PFS的方法主要有鈦白副產法、混酸氧化工藝、熱空氣氧化、雙氧水催化劑的直接氧化生產工藝、微波催化法等。PFS水解產物是氫氧化鐵，在水解的同時，發生聚合反應，生成多核羥基絡合物，吸附架橋并生成大顆粒絮凝體以達到凈水作用。PFS在處理含氟廢水、高氟飲用水、含重金屬廢水等方面具有很好的效果，與鋁鹽相比，鐵鹽絮凝體比重大，沉渣體積較少，但由于鐵鹽的顏色，使之應用范圍受到限制。目前，我國燃煤電廠粉煤灰的年排放量已經達到一億多噸，而其利用率僅為30%左右，大量粉煤灰堆積于灰場，不僅占用了大量的土地資源，而且嚴重污染了環境。因此，粉煤灰的綜合利用一直是環保研究領域中熱門的課題之--，如何充分開發利用粉煤灰，提高其利用的附加值，使之變廢為寶，這是當前
技術領域：
要解決的難題。由于粉煤灰與聚硅酸鋁鐵具有相似的元素組成，相關科研工作者探索了以粉煤灰為原料制備聚硅酸鋁鐵的方法，如中國專利CN1266038C(名稱為《聚硅酸鋁鐵的合成方法》，專利號為200410012422.7)中公開了一種聚硅酸鋁鐵的合成方法，它是以粉煤灰和煉鐵礦渣為主要原料，制備工藝包括了聚合鋁鐵的制備、聚合硅酸的制備以及聚合硅酸鋁鐵的制備等共八步過程，該方法存在如下不足之處它所使用的原輔料組分較多，包括有粉煤灰、煉鐵礦渣、氫氧化鈉、碳酸鈉、硫酸和鹽酸；并對原料有特殊要求，Fe203含量為40-50%的煉鐵廢渣20-40%，Fe203含量為4%-10%、A1203含量為20-30%、Si0:含量為40-60%的粉煤灰；又如中國專利CN1325391C(名稱為《用粉煤灰和硫酸亞鐵生產聚硅酸鋁鐵復合絮凝劑的方法》，專利號為200610054143.6)中公幵了一種聚硅酸鋁鐵復合絮凝劑的生產方法，它由初級產品的制備、初級產品的浸漬和產品的分離三步過程構成，該生產方法制備條件苛刻，如需要將混合物在80090(TC溫度條件下焙燒0.52小時，若用于工業化生產，其工藝設備投資費用、生產操作費用等均較高，用于廢水處理成本過高。三.
發明內容-本發明所要解決的技術問題是克服現有技術的不足，提供一種用粉煤灰和高嶺土來生產高效復合聚硅酸鋁鐵絮凝劑液體的方法。本發明為解決技術問題所采取的技術方案是一種用粉煤灰和高嶺土生產高效復合聚硅酸鋁鐵絮凝劑的方法，其具體生產步驟如下a.將粉煤灰和高嶺土按重量比l:0.52混合后，加入生石灰，生石灰的加入量是混合物重量的14%;b.再加入水，水的加入量是固體體積的12倍；c.將混合物攪拌均勻后，在5012(TC溫度條件下加溫48小時，自然冷卻后進行渣液分離；d.將所得濾液調PH值至610，得濾液A;e.向所得濾渣中加入濃度為36.7%的工業鹽酸，得混合物B，工業鹽酸的加入量是濾渣體積的12倍；f.將混合物B在5012(TC溫度條件下加溫48小時，自然冷卻后過濾，得濾液C;g.將濾液A和濾液C按體積比1:1混合，攪拌，調ra值至35，靜置，即得到所制備的復合聚硅酸鋁鐵絮凝劑液體。所述的高嶺土中A12032038%、Si024560%、FeA<9%。本發明的積極有益效果是1.本發明所生產的高效復合聚硅酸鋁鐵(PAFSC)絮凝劑，是一種水處理用高分子絮凝劑，是以燃煤電廠廢棄物粉煤灰和一種價格低廉的高嶺土(高嶺土是多種礦物組成的含水鋁硅酸鹽混合體，一般含A1A20-38%、SiOy45-60%、Fe20:i<9%)為主要原料，經混料、浸漬、分離、聚合生成產品，該產品是聚硅酸與金屬鹽的復合物，綜合了鋁系和鐵系絮凝劑的優點，并減弱彼此的弱點，不僅具有吸附架橋作用和電中和作用，而且還具有分子聚合度大、多組分相互協同的作用，其穩定性和凈水效果要優越得多，卩J廣泛地應用于各類廢水、工業用水及飲用水的混凝沉淀處理。并且處理后的水不含鋁及其它有害成分，消除了對人體的潛在危害，可有效減少老年癡呆癥的發生。2.本發明用粉煤灰和高嶺土來生產高效復合聚硅酸鋁鐵絮凝劑的方法，用廢料粉煤灰作為原料，屬再生資源開發，生產成本低，產品附加值高，為粉煤灰的綜合利用提供了新的途徑，具有很好的經濟效益，環境效益和社會效益。3.本發明用粉煤灰和高嶺土來生產高效復合聚硅酸鋁鐵絮凝劑的方法，流程短，成本低，投資少，產品穩定性好，絮凝體成形迅速，沉淀速度快，除菌，除臭，脫色性能優良，市場競爭力強。4.試驗統計申請人分別比較了聚合氯化鋁(PAC)、聚合硫酸鐵(PFS)、本發明的高效復合聚硅酸鋁鐵(PAFSC)絮凝劑在處理各類廢水(包括生活廢水、飲用水原水、造紙廢水、印染廢水等)中的性能效果，本發明的高效復合聚硅酸鋁鐵(PAFSC)絮凝劑處理廢水的絮凝體大，沉降速度更佳，使用范圍更寬，對C0D、色度與濁度均有較高的去除率，效果最佳；并且對印染廢水進行處理后，脫色率能夠達到9395%。表1:本發明PAFSC處理煤礦礦井廢水效果<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>四.圖1為木發明的生產工藝流程圖。五.具體實施例方式下面列舉兩個實施例對本發明做進一步的說明，木發明根據不同的配比可以組成多個實施例，不局限于下列所列舉的兩個實施例。實施例1:將500公斤粉煤灰和500公斤高嶺土，20公斤生石灰混勻，投料進反應釜，加水保持液固體積比為i:i，攪拌浸泡，在iocrc溫度條件下加溫6小時后，冷卻后進行渣液分離，濾液調ra至9左右保存；洗濾渣，洗渣水可循環二次利用，再將濾渣與36.7%的工業鹽酸混合，保持液固體積比為1:1，在反應釜攪拌浸泡，于8(TC溫度條件加溫5小時，冷卻后進行渣液分離，制得濾液。將兩次濾液l:i混合、攪拌、調ph值至4左右'靜置，即得本發明棕紅色的高效復合聚硅酸鋁鐵(PAFSC)絮凝劑液體。實施例2:將500公斤粉煤灰和1000公斤高嶺土，40公斤生石灰混勻，投料進反應釜，加水保持液固休積比為2:1，攪拌浸泡，在8(TC加溫7小時后，冷卻后進行渣液分離，濾液調PH至8左右保存；洗濾渣，洗渣水可循環二次利用，再將濾渣與36.7%工業鹽酸混合，保持液固體積比為2:1，在反應釜攪拌浸泡，于10(TC加溫7小時，冷卻后進行渣液分離，制得濾液。將兩次濾液l:i混合、攪拌、調ra值至4左右，靜置，即得本發明棕紅色的高效復合聚硅酸鋁鐵(PAFSC)絮凝劑液體。實施例3:將500公斤粉煤灰和250公斤高嶺土，30公斤生石灰混勻，投料進反應釜，加水保持液固體積比為2:1，攪拌浸泡，在5(TC加溫8小時后，冷卻后進行渣液分離，濾液調ra至9左右保存；洗濾渣，洗渣水可循環二次利用，再將濾渣與36.7%工業鹽酸混合，保持液固體積比為1.5:1，在反應釜攪拌浸泡，于6(TC加溫8小時，冷卻后進行渣液分離，制得濾液。將兩次濾液l:i混合、攪拌、調ra值至4左右，靜置，即得本發明棕紅色的高效復合聚硅酸鋁鐵(PAFSC)絮凝劑液體。權利要求1.一種用粉煤灰和高嶺土生產高效復合聚硅酸鋁鐵絮凝劑的方法，其具體生產步驟如下a.將粉煤灰和高嶺土按重量比1∶0.5～2混合后，加入生石灰，生石灰的加入量是混合物重量的1～4％；b.再加入水，水的加入量是固體體積的1～2倍；c.將混合物攪拌均勻后，在50～120℃溫度條件下加溫4～8小時，自然冷卻后進行渣液分離；d.將所得濾液調PH值至6～10，得濾液A；e.向所得濾渣中加入濃度為36.7％的工業鹽酸，得混合物B，工業鹽酸的加入量是濾渣體積的1～2倍；f.將混合物B在50～120℃溫度條件下加溫4～8小時，自然冷卻后過濾，得濾液C；g.將濾液A和濾液C按體積比1∶1混合，攪拌，調PH值至3～5，靜置，即得到所制備的復合聚硅酸鋁鐵絮凝劑液體。2.根據權利要求1所述的用粉煤灰和高嶺土生產高效復合聚硅酸鋁鐵絮凝劑的方法，其特征在于所述的高嶺土中A1A2038%、Si024560%、FeA<9%。全文摘要本發明公開了一種用粉煤灰和高嶺土生產高效復合聚硅酸鋁鐵絮凝劑的方法，它是將粉煤灰，高嶺土，生石灰，水按一定比例充分混合后在50-120攝氏度溫度條件下加溫4-8小時，自然冷卻后過濾，濾液調pH值至6～10得濾液I；所得濾渣中加入濃度為36.7％的工業鹽酸混勻后在50-120攝氏度溫度條件下加溫4-8小時自然冷卻后過濾，得濾液II；濾液I和濾液II按體積比1∶1混合，攪拌，調pH值至3～5，靜置后得到本發明所制備的液體產品，該產品綜合了鋁系和鐵系絮凝劑的優點，穩定性和凈水效果優越，處理后的水不含鋁及其它有害成分，可有效減少老年癡呆癥的發生；且本方法用廢料粉煤灰作為原料，生產成本低，產品附加值高，具有很好的經濟效益，環境效益和社會效益。文檔編號C02F1/52GK101182061SQ200710189920公開日2008年5月21日申請日期2007年11月6日優先權日2007年11月6日發明者孫莉莉,燁陳,陳兆東,陳繼剛申請人:陳兆東