CN101560003A - 水处理用稀土混凝剂及其制备方法 - Google Patents

水处理用稀土混凝剂及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种水处理用混凝剂及制备方法。用包头稀土精矿与盐酸溶液进行反应制取，按质量分数计，液体产品中稀土总含量为10－25g/L，其中主要成分为铈(CeO2：35－55％)、镧(La2O3：15－30％)、钕(Nd2O3：15－30％)、镨(Pr6O11：2－10％)、钐(Sm2O3：1－5％)；其它金属成分有钙、镁、铁、锌、锰和铝。本发明用于处理生活污水和黄河水，混凝效果优于市售混凝剂，本发明具有絮凝速度快、絮体密实而大、含水率低、沉降性能好、污泥体积少、出水水质优等特点，有利于节省后续污泥处理的成本及降低滤池的反冲洗水量，可提高已建水厂的处理能力。拓展了稀土在水处理中的应用发展范围。

Description

水处理用稀土混凝剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种水处理用混凝剂。本发明还涉及该混凝剂的制备方法。
背景技术
目前水处理用的混凝剂较多，有关混凝剂的文献报道也很多。无机混凝剂品种虽少，但却得到了广泛的应用。尽管各种新型混凝剂层出不穷。而铁盐、铝盐及其聚合物等金属混凝剂在水处理中仍占据着不可替代的位置。近几年有学者开始研制其他金属混凝剂，用于处理不同的工业废水，但多数为复合型，如铝铁复合混凝剂、硅铝和硅铁复合混凝剂、稀土复合混凝剂等。开发新型高效无机盐混凝剂，一直是混凝剂研究中的热点。
目前水处理用的混凝剂较多，有关混凝剂的文献报道也较多。如02126712.X公开了一种复合稀土混凝剂及其制备方法，是用混合的氧化稀土加入硫酸，生成硫酸稀土化合物，再在其中加入液体的聚合氯化铝溶液，制备出稀土复合混凝剂，主要针对印染废水。上述混凝剂还未得到广泛应用，应用范围也较窄。而目前常用的混凝剂有聚合氯化铝、聚合氯化铁等无极高分子混凝剂。这类混凝剂虽然混凝效果较好，但价格较贵、用量高，并且去除后污泥体积较大。
发明内容
本发明的目的在于提供一种絮凝速度快、絮体密实而大、含水率低、沉降性能好的水处理用稀土混凝剂及其制备方法。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
水处理用稀土混凝剂，按质量分数计，按质量分数计，液体产品中稀土总含量为10-25g/L，其中主要成分为铈CeO2 35-55％、镧La2O3 15-30％、钕Nd2O3 15-30％、镨Pr6O11 2-10％、钐Sm2O3 1-5％；其它金属成分主要有铁Fe2O3 1.00-2.20g/L、钙CaO：1.50-2.70g/L、镁MgO0.80-2.00g/L、锰MnO2 0.50-2.50g/L、铝Al2O3 0.50-1.50g/L、锌ZnO 0.10-1.00g/L。
水处理用稀土混凝剂的制备方法，方法步骤如下：
①淘洗、烘干包头稀土精矿；
②淘洗、烘干后的包头稀土精矿与盐酸溶液以1g∶0.2-0.3mol/L的比例在反应器中混合，加热到100℃-250℃，并搅拌反应1h--4h；
③反应后的母液采用真空吸滤，滤出液以备后续熟化浓缩，滤渣回收利用；
④滤出液放入水浴锅中，在60℃-100℃的温度下加热熟化1h-3h，成品为淡黄色液体，pH＝2.0-3.0，容重γ＝1.04-1.10kg/L；即为可用于水处理的稀土混凝剂。
本发明是用稀土精矿与盐酸溶液进行反应制取，用于生活污水和黄河水处理，混凝效果优于市售的常规混凝剂，针对两种水质，制备的稀土混凝剂具有絮凝速度快、絮体密实而大、含水率低、沉降性能好、污泥体积少、出水水质优等特点，不仅有利于节省后续污泥处理的成本及大大降低滤池的反冲洗用水量，还可提高已建水厂的处理能力。拓展了稀土在水处理中的应用发展范围。
具体实施方式
实施例1：①取10克淘洗烘干(105℃)后的稀土精矿放入在反应器中，加入100ml浓度为2mol/L的盐酸；②在温度为100℃下加热搅拌4h；③反应完后的母液采用真空吸滤，滤出液以备后续熟化浓缩。滤渣烘干后称重计算溶解率，并回收再利用。④滤出液放入水浴锅中，在60℃温度下加热熟化3h。所制的淡黄色液体即为我们所得混凝剂【淡黄色液体产品，pH＝2.3，容重γ＝1.05kg/L；稀土总含量为11.53g/L，有效成分主要为铈(CeO2：42.62％)、镧(La2O3：25.24％)、钕(Nd2O3：18.17％)、镨(Pr6O11：2.39％)、钐(Sm2O3：2.16％)稀土；其它金属成分主要有铁(Fe2O3：1.23g/L)、钙(CaO：1.89g/L)、镁(MgO：1.04g/L)、锰(MnO2：0.89g/L)、铝(Al2O3：0.75g/L)、锌(ZnO：0.26g/L)】。
实施例2：①取25克淘洗烘干(105℃)后的稀土精矿放入在反应器中，加入100ml浓度为6mol/L的盐酸；②在温度为150℃下加热搅拌2h；③反应完后的母液采用真空吸滤，滤出液以备后续熟化浓缩。滤渣烘干后称重计算溶解率，并回收再利用。④滤出液放入水浴锅中，在80℃温度下加热熟化2h。所制的淡黄色液体即为我们所得混凝剂【淡黄色液体产品，pH＝2.6，容重γ＝1.08kg/L；稀土总含量为21.14g/L，有效成分主要为铈(CeO2：51.37％)、镧(La2O3：16.63％)、钕(Nd2O3：23.95％)、镨(Pr6O11：3.82％)、钐(Sm2O3：2.75％)稀土；其它金属成分主要有铁(Fe2O3：1.87g/L)、钙(CaO：2.43g/L)、镁(MgO：1.64g/L)、锰(MnO2：2.15g/L)、铝(Al2O3：0.66g/L)、锌(ZnO：0.57g/L)】。
实施例3：①取10克淘洗烘干(105℃)后的稀土精矿放入在反应器中，加入100ml浓度为3mol/L的盐酸；②在温度为200℃下加热搅拌1.5h；③反应完后的母液采用真空吸滤，滤出液以备后续熟化浓缩。滤渣烘干后称重计算溶解率，并回收再利用。④滤出液放入水浴锅中，在100℃温度下加热熟化1h。所制的淡黄色液体即为我们所得混凝剂【淡黄色液体产品，pH＝2.7，容重γ＝1.06kg/L；稀土总含量为15.82g/L，有效成分主要为铈(CeO2：47.58％)、镧(La2O3：21.86％)、钕(Nd2O3：21.54％)、镨(Pr6O11：5.67％)、钐(Sm2O3：1.97％)稀土；其它金属成分主要有铁(Fe2O3：1.28g/L)、钙(CaO：2.01g/L)、镁(MgO：1.25g/L)、锰(MnO2：1.57g/L)、铝(Al2O3：0.82g/L)、锌(ZnO：0.23g/L)】。
实施例4：①取20克淘洗烘干(105℃)后的稀土精矿放入在反应器中，加入100ml浓度为5mol/L的盐酸；②在温度为250℃下加热搅拌1h；③反应完后的母液采用真空吸滤，滤出液以备后续熟化浓缩。滤渣烘干后称重计算溶解率，并回收再利用。④滤出液放入水浴锅中，在60℃温度下加热熟化1h。所制的淡黄色液体即为我们所得混凝剂【淡黄色液体产品，pH＝2.1，容重γ＝1.04kg/L；稀土总含量为18.77g/L，有效成分主要为铈(CeO2：44.61％)、镧(La2O3：26.33％)、钕(Nd2O3：17.82％)、镨(Pr6O11：7.57％)、钐(Sm2O3：1.87％)稀土；其它金属成分主要有铁(Fe2O3：1.72g/L)、钙(CaO：2.51g/L)、镁(MgO：1.33g/L)、锰(MnO2：1.96g/L)、铝(Al2O3：0.81g/L)、锌(ZnO：0.43g/L)】。

Claims (2)

1、水处理稀土混凝剂，其特征在于：按质量分数计，液体产品中稀土总含量为10-25g/L，其中主要成分为铈CeO2 35-55％、镧La2O3 15-30％、钕Nd2O3 15-30％、镨Pr6O11 2-10％、钐Sm2O3 1-5％；其它金属成分主要有铁Fe2O3 1.00-2.20g/L、钙CaO：1.50-2.70g/L、镁MgO0.80-2.00g/L、锰MnO2 0.50-2.50g/L、铝Al2O3 0.50-1.50g/L、锌ZnO 0.10-1.00g/L。
2、水处理用稀土混凝剂的制备方法，其特征在于它包括如下步骤：
①淘洗、烘干包头稀土精矿；
②淘洗、烘干后的包头稀土精矿与盐酸溶液以1g∶0.2-0.3mol/L的比例在反应器中混合，加热到100℃-250℃，并搅拌反应1h--4h；
③反应后的母液采用真空吸滤，滤出液以备后续熟化浓缩，滤渣回收利用；
④滤出液放入水浴锅中，在60℃-100℃的温度下加热熟化1h-3h，成品为淡黄色液体，pH＝2.0-3.0，容重γ＝1.04-1.10kg/L；即为可用于水处理的稀土混凝剂。
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