CN101468838B

CN101468838B - 一种复合净水剂的制作方法

Info

Publication number: CN101468838B
Application number: CN2007101591278A
Authority: CN
Inventors: 王陆新; 周惠文
Original assignee: Angang Group Mining Co Ltd
Current assignee: Angang Group Mining Co Ltd
Priority date: 2007-12-24
Filing date: 2007-12-24
Publication date: 2011-12-07
Anticipated expiration: 2027-12-24
Also published as: CN101468838A

Abstract

本发明公开一种适合于处理矿山污水用的复合净水剂的制作方法，其工艺流程为：以粉煤灰、盐酸为主要原料——酸溶处理——沉降——过滤得到铝铁盐液——添加氧化剂促进剂、有机高分子助剂——氧化、水解聚合、共聚反应——熟化——得到液体净水剂产品或继续干燥得固体净水剂产品。本发明的特点是以燃煤电厂生产的固体废物-粉煤灰为主要原料，配以天然高分子助剂制成。其方法克服已有制作净水剂的不足之处，制作过程安全无毒无污染，起到节约能源、保护环境的效果。生产出的产品集多种净化机理于一体，兼具有机、无机净水剂的优点，对污水条件适应性强，尤其对矿山污水处理具有针对性，体现新型、高效、环保的特点。

Description

一种复合净水剂的制作方法

技术领域

本发明属于水处理技术领域，涉及水处理用剂的生产方法，具体是采用燃煤电厂产生的粉煤粉为原料生产的一种用于处理矿山高浊度污水的复合净水剂的制作方法。

背景技术

近年来，随着水处理技术的进步，混凝剂研究开发取得了较快发展，新型净水剂的研制层出不穷，无机净水剂大体可归纳为铁盐和铝盐两大类，有机高分子混凝剂以聚丙烯酰胺为代表，无机混凝剂和有机混凝剂在实际应用中各有优缺点，也各有应用的局限，甚至在有些时候，均会产生不同程度的二次污染，不利于水处理后的再利用。新型复合净水剂在净化机理上，集多种净化机理于一体，兼具有机、无机净水剂的优点；在分子结构上，总体呈链状结构，具有活性分枝，易溶于水，性能稳定，受温度影响小，尤其是对污水条件适应性强，对矿山污水处理具有针对性。但是目前生产这种复合净水剂的成本太高，令大多数矿山企业所不能接受；

为了解决现有净水剂成本高的问题，目前，有国内外很多人在开发以燃煤电厂产生的固体废物-粉煤灰为主要原料生产复合净水剂，利用粉煤灰中含有较多量的Al₂O₃、Fe₂O₃、FeO、活性炭、活性硅酸等有效成份制作净水剂，取得一定的成果。我国电厂主要以火力发电为主，每年排粉煤灰量几千万吨，原料来源广泛，价格低廉，以粉煤灰为主要原料，不仅使废物得到有效利用，变废为宝，同时也减少了环境污染，提高了资源利用率，附合国家节能减排的大政方针。例如，专利号为01128398.X公开了用粉煤灰生产无机铝铁高聚合混凝剂的方法，这种方法在制得氯化铝铁溶液基础上，所加无机铝酸钙粉只起到调整盐基度作用，由于缺少氧化、水解、聚合反应，制得的净水剂相对分子量低，在絮凝能力、提高沉降速度方面、对温度适应性方面，尤其是对高浊度矿山废水处理方面，效果不好。申请号为20061001714.1公开一种利用粉煤灰生产无机铝铁高聚合混凝剂的方法，其工艺较复杂，且在合成机理上与普通合成法没有本质不同，比较而言，这种方法制成的净水剂依然存在净水剂相对分子量低，在絮凝能力差、沉降速度低、对温度适应性差，尤其是对高浊度原水净化效果差的特点，净化效果与市场上销售的同类产品相近，在矿山高浊度废水处理方面，效果不明显。

发明内容

针对现净水剂价格昂贵制作工艺复杂、处理矿山污水能力差等问题本发明公开了一种新型复合净水剂的制作方法，以粉煤灰为主要原料，针对矿山污水的水质特点研发的复合净水剂，体现新型、高效、环保的特点，达到了以废治废，保护资源和环境的目的。

本发明是在粉煤灰为主料制作聚合铝铁盐絮凝剂的工艺基础上，进一步在氧化、水解聚合、共聚阶段添加有机高分子助剂淀粉或纤维素、以及反应促进剂，合成了复合净水剂，它是与该类聚合铝铁盐净水剂制作工艺最大的不同之处。

本发明的目的是这样实现的：

主要原料为粉煤灰、盐酸、氧化剂、促进剂及有机高分子助剂，其配比为(按固体重量百分比)30％～35％、50％～55％、10％～15％、1％～1.5％、1％～1.5％，其工艺流程为：

以粉煤灰、盐酸为原料——酸溶处理——沉降——过滤得到铝铁盐液——添加氧化剂促进剂、有机高分子助剂——氧化、水解聚合、共聚反应——熟化——分离出液体净水剂产品或继续干燥得到固体净水剂产品。

本发明的制作方法如下，将原料粉煤灰磨细至-200目占90％以上；按比例加入50～60℃浓度为37％的盐酸进行酸溶反应，酸溶反应时间为2～3小时，冷却后过滤制得铝铁盐液；再将氧化剂(如H₂O₂)加入铝铁盐液，在55～65℃时进行氧化水解聚合反应，约1.5～2小时左右；升温到80～90℃，加入促进剂(如过硫酸铵)，再加入已配制好的淀粉或纤维素助剂(一般配制浓度为10％)，进行共聚反应，保持温度在80～90℃，压力在2～2.5个大气压，反应时间在4～5小时；然后进行熟化过程，在常温下进行，时间为8～10小时，经分离，得到复合液体净水剂产品或继续干燥得到复合固体净水剂产品。

本发明使用的有机高分子助剂为：淀粉或纤维素，选择这两种助剂主要是其中含有较多羟基官能团，可能与聚合铝铁盐发生共聚合反应，另外其原料成本较低，为天然高分子有机产品，无毒无害，可改善产品性能，使净化效果更好。

本发明使用的氧化剂为：H₂O₂，浓硫酸，浓硝酸等，选择氧化剂主要作用是：原料中存在的二价铁经酸溶反应后生成亚铁盐，氧化后生成铁盐，铁盐的水解能力比亚铁盐要强。

本发明使用的促进剂为：过硫酸铵(或铈铵硝酸盐等)。促进剂的选择与氧化剂的选择有关，当氧化剂选H₂O₂(或浓硫酸)时，促进剂选过硫酸铵；当氧化剂选浓HNO₃时，促进剂选铈铵硝酸盐，这样形成的体系促进共聚反应的效果好。

本发明引入有机高分子助剂的目的是进一步改善聚合铝铁盐无机净水剂的净化性能，使絮凝沉降速度更快，尤其是对矿山高浊度原水的净化针对性强，可使净化更彻底，净化效果更好，并可以减少药剂用量，减少药剂对水体存在的二次污染，降低净化成本(有机助剂占原料比例很小，药剂制做成本提高幅度很小)，而且这两种助剂目前在水处理行业没有应用。

本发明以燃煤电厂生产的固体废物-粉煤灰为主要原料，配以天然有机高分子助剂制成。其方法克服已有制作净水剂的不足之处，制作过程简单易操作、安全无毒无污染，起到节约能源、保护环境的效果。生产出的净水剂产品集多种净化机理于一体，兼具有机、无机净水剂的优点，对污水条件适应性强，尤其对矿山污水处理具有针对性，体现新型、高效、环保的特点。

附图说明

附图为本发明的工艺流程示意图。

具体实施方式

下面对本发明的具体实施方式做详细说明。

本发明主要原料为粉煤灰、盐酸、氧化剂促进剂及有机助剂，其配比为(按固体重量百分比)30％～35％、50％～55％、10％～15％、1％～1.5％、1％～1.5％，其工艺流程为：以粉煤灰、盐酸为原料——酸溶处理——沉降——过滤得到铝铁盐液——添加氧化剂、促进剂、有机高分子助剂——氧化、水解聚合、共聚反应——熟化——分离出液体净水剂产品或继续干燥得到固体净水剂产品。

下表为本发明的具体几个实施例(重量百分比％)

	粉煤灰	盐酸	氧化剂	促进剂	有机助剂
						实施例1	35	50	12	1.5	1.5
实施例2	32.5	52.5	13	1	1
						实施例3	30	55	12.5	1.25	1.25

本发明的具体制作方法为，按比例选择各种原料，首先将粉煤灰磨细至-200目占90％以上；按比例加入50～60℃浓度为37％的盐酸进行酸溶反应，酸溶反应时间为2～3小时，待冷却后，过滤制得铝铁盐液，再将氧化剂(如H₂O₂)一次加入铝铁盐液中，反应中氧化剂要一次加入，反应效果较好；在55～65℃左右进行氧化水解聚合反应，约1.5～2小时；升温到80～90℃，一次性加入促进剂(如过硫酸铵)，再加入已配制好的浓度为10％淀粉或纤维素助剂，反应中助剂一次性加入，反应效果较好，进行共聚反应，保持温度在80～90℃，压力在2～2.5个大气压，反应时间在4～5小时；然后进行熟化过程，在常温下进行，时间为8～10小时，得到液体复合净水剂产品，如需要，再对液体产品进行干燥处理得到固体净水剂产品，液体和固体净水剂的净水效果是一样的，其产品主要指标如下表。

上述反应过程使用促进剂为过硫酸铵，因为促进剂的选择与氧化剂的选择有关，当氧化剂选H₂O₂(或浓硫酸)时，促进剂选过硫酸铵；当氧化剂选浓HNO₃时，促进剂选铈铵硝酸盐，这样形成的体系促进共聚反应的效果更好。

应用发明产品与采用本专利方法但未加入助剂及普通聚合铝铁净水剂进行实验，在净化时间及药剂用量相同时，对比效果如下：

由上表可见本发明未加入助剂时的产品与普通聚合铝铁盐性能相近，而本发明产品性能明显优于前二者，具有净化效果好、沉降速度快、受温度影响小的特点，对高浊度原水适应性更强。其它许多试验也证明了同样的结论。

应用本发明产品，在药剂用量相同时，可以提高净化效果，减少沉降面积，在净化效果相同时，可以大大减少药剂用量，具有较好的经济效益。

Claims

1.一种复合净水剂的制作方法，其特征在于，原料为粉煤灰、盐酸、氧化剂、促进剂及有机高分子助剂，按固体重量百分比，依次为30％～35％、50％～55％、10％～15％、1％～1.5％、1％～1.5％，其工艺流程为：

以粉煤灰、盐酸为原料——酸溶处理——沉降——过滤得到铝铁盐液——添加氧化剂、促进剂和有机高分子助剂——氧化、水解聚合、共聚反应——熟化——分离出液体净水剂产品或继续干燥得到固体净水剂产品，具体方法为，原料粉煤灰磨细至-200目占90％以上；按比例加入50～60℃浓度为37％的盐酸进行酸溶反应，酸溶反应时间为2～3小时，待冷却沉降后，过滤制得铝铁盐液；再将氧化剂加入铝铁盐液中，在55～65℃时进行氧化水解聚合反应，反应时间为1.5～2小时；升温到80～90℃，加入促进剂，再加入已配制好的配制浓度为10％有机高分子助剂，进行共聚反应，保持温度在80～90℃，压力在2～2.5个大气压，反应时间在4～5小时；然后进行熟化过程，在常温下进行，时间为8～10小时。

2.根据权利要求1所述的一种复合净水剂的制作方法，其特征在于，使用的有机高分子助剂为：淀粉或纤维素。

3.根据权利要求1所述的一种复合净水剂的制作方法，其特征在于，使用的氧化剂为：H₂O₂或浓硫酸或浓硝酸。

4.根据权利要求1所述的一种复合净水剂的制作方法，其特征在于，使用的促进剂为：过硫酸铵或铈铵硝酸盐，促进剂的选择与氧化剂的选择有关，当氧化剂选H₂O₂或浓硫酸时，促进剂选过硫酸铵；当氧化剂选浓HNO₃时，促进剂选铈铵硝酸盐。