CN101830546B - 聚合氯化铝-镁印染废水混凝剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

聚合氯化铝-镁印染废水混凝剂及其制备方法，属于水处理药剂技术领域，它是以天然铝矾土矿物、轻质氧化镁粉和工业盐酸为原料，采用两段酸溶法工艺制备成的聚合氯化铝-镁絮混剂产品。1)原料准备铝矾土矿物研磨过200目筛，700-800℃焙烧活化1.5-2h；轻质氧化镁粉研磨过200目筛；2)混凝剂制备反应液即为制备出的聚合氯化铝镁混凝剂产品。该产品氧化铝(Al₂O₃)质量分数＞9％，盐基度＞45％，密度＞1.15，pH值为3.5-4.5。本发明解决了印染废水处理混凝剂存在的制备工艺复杂、成本高、存在二次污染、对水溶性好或相对分子质量小的染料的脱色效果差问题。

Description

聚合氯化铝-镁印染废水混凝剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及水处理药剂，特别是涉及一种利用天然铝矾土矿物、天然氧化镁矿物和工业盐酸制备聚合氯化铝-镁印染废水混凝剂的方法。

背景技术

无机高分子聚合氯化铝混凝剂自20世纪60年代出现以来，在许多国家都得到了不同程度的研究、生产和应用，镁盐作为水处理剂具有絮体形成快，颗粒粗实，絮体沉降速度快，除浊和脱色效果好等优点。在铁盐及铝盐混凝剂中加入适量的镁盐成分可增强混凝剂的混凝脱色的广谱性使混凝效果更好。我国有较丰富的铝土矿和镁矿资源，但目前从铝土矿中提取氧化铝的工艺对铝的含量要求很高，铝含量小于45％的铝土矿都被视为废渣而不能使用，大量废弃的低铝矿，不仅使有限铝资源浪费，也对环境造成了巨大的压力，所以研究贫铝土矿的开发利用不仅能缓解富矿日益衰竭的局势，同时也可减轻因铝土矿开采造成的环境压力。因此，研究以铝土矿、镁矿和工业盐酸为原料，采用两段酸溶法工艺制备聚合氯化铝-镁混凝剂不仅可以充分利用我国矿产资源，丰富无机复合混凝剂品种，还可以降低水处理成本，具有重大的经济和环境效益。

发明内容

本发明的目的在于提出一种利用天然铝矾土矿物、氧化镁粉和工业盐酸制备聚合氯化铝-镁印染废水混凝剂的方法。解决印染废水处理混凝剂存在的制备工艺复杂、成本高、存在二次污染、对水溶性好或相对分子质量小的染料的脱色效果差问题。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

聚合氯化铝-镁印染废水混凝剂，其将铝矾土矿物用球磨机研磨过200目筛，马弗炉700-800℃焙烧活化1.5-2h；氧化镁粉研磨过200目筛；所述混凝剂按质量体积比为1∶3-3.5(g/mL)的比例将活化后的铝矾土加入到质量分数为20％的工业盐酸中，搅拌酸溶；按铝矾土：氧化镁为5∶1-1.5的比例加入氧化镁矿粉，继续搅拌酸溶1-1.5h，冷却，沉化24h，反应液即为聚合氯化铝-镁混凝剂。

所述的聚合氯化铝-镁印染废水混凝剂，其所述的铝矾土为辽宁产的天然铝矾土，其主要化学组成为含Al₂O₃35-45％，SiO₂15-25％，Fe₂O₃3-4％，MgO1-2％；氧化镁是辽宁产轻质氧化镁粉，其MgO＞85％。

所述的聚合氯化铝-镁印染废水混凝剂，其所述的混凝剂氧化铝质量分数＞9％，盐基度＞45％，密度＞1.15，pH值为3.5-4.5。

聚合氯化铝-镁印染废水混凝剂制备方法，包括以下制备步骤：

1)准备原料：将铝矾土矿物用球磨机研磨过200目筛，马弗炉700-800℃焙烧活化1.5-2h；氧化镁粉研磨过200目筛；

2)混凝剂制备：按质量体积比为1∶3-3.5(g/mL)的比例将活化后的铝矾土加入到质量分数为20％的工业盐酸中，搅拌酸溶；酸溶温度为75-80℃，酸溶时间为2-2.5h；按铝矾土：氧化镁为5∶1-1.5的比例加入氧化镁矿粉，继续搅拌酸溶1-1.5h，冷却，沉化24h，反应液即为制备出的聚合氯化铝-镁混凝剂产品。

本发明的优点与效果是：

(1)制备混凝剂的原材料来源于自然，储量丰富，成本低廉。

(2)制备工艺简单，产品性能稳定，对活性染料、还原性染料、酸性染料等都有较好的脱色作用。尤其是对碱性实际印染废水有较好的脱色效果和较高的COD去除率，与市售PAC相比对实际印染废水其色度去除率和COD去除率可高出15％-20％。

(3)聚合氯化铝镁产品初步成本核算：目前辽宁产低品位铝矾土矿售价为350元/吨，轻质氧化镁410元/吨，20％工业盐酸300元/吨。这样用铝矾土、氧化镁和工业盐酸制备一吨液体聚合氯化铝镁的初步原材料成本为500元左右，若将生产所需的厂房、设备、人工、水电以及税收等全部费用考虑在内每吨的生产成本在1000元左右。现在市面上出售的无机高分子混凝剂价格大概都在2000元以上，可见用铝矾土生产聚合氯化铝镁产品的经济效益是十分可观的。

具体实施方式

以下通过实施例对本发明作进一步说明。

在装有回流冷凝管和搅拌棒的三口烧瓶中加入150mL20％的工业盐酸和适量蒸馏水，加热至80℃，将50g在马弗炉中800℃焙烧活化2h的铝矾土矿粉加入到三口烧瓶中，边加入边搅拌，80℃酸溶2h，然后加入10g氧化镁粉和适量蒸馏水，继续酸溶1.5h，冷却，沉化24h，反应液即为制备出的聚合氯化铝-镁混凝剂产品。该产品为黄色液体，其氧化铝含量为9.6％，盐基度46.3％，密度1.19，pH＝4.用该复合混凝剂和市售PAC处理浓度为100mg/L印染厂常用的三种染料模拟废水和3种取自不同印染厂的实际印染废水，其脱色结果见表1和表2、3、4。

表1复合混凝剂对各种染料废水脱色效果

表2辽宁某印染厂废水水质指标

表3混凝剂处理实际印染废水1的结果

表4混凝剂处理实际印染废水2和实际印染废水3的结果

Claims (4)

1.聚合氯化铝-镁印染废水混凝剂，其特征在于，将铝矾土矿物用球磨机研磨过200目筛，马弗炉700-800℃焙烧活化1.5-2h；氧化镁粉研磨过200目筛；所述混凝剂按质量体积比为1∶3-3.5(g/mL)的比例将活化后的铝矾土加入到质量分数为20％的工业盐酸中，搅拌酸溶；按铝矾土：氧化镁为5∶1-1.5的比例加入氧化镁矿粉，继续搅拌酸溶1-1.5h，冷却，沉化24h，反应液即为聚合氯化铝-镁混凝剂。

2.根据权利要求1所述的聚合氯化铝-镁印染废水混凝剂，其特征在于，所述的铝矾土为辽宁产的天然铝矾土，其主要化学组成为含Al₂O₃35-45％，SiO₂15-25％，Fe₂O₃3-4％，MgO1-2％；氧化镁是辽宁产轻质氧化镁粉，其MgO＞85％。

3.根据权利要求1所述的聚合氯化铝-镁印染废水混凝剂，其特征在于，所述的混凝剂氧化铝质量分数＞9％，盐基度＞45％，密度＞1.15，pH值为3.5-4.5。

4.聚合氯化铝-镁印染废水混凝剂制备方法，其特征在于，包括以下制备步骤：

1)准备原料：将铝矾土矿物用球磨机研磨过200目筛，马弗炉700-800℃焙烧活化1.5-2h；氧化镁粉研磨过200目筛；

2)混凝剂制备：按质量体积比为1∶3-3.5(g/mL)的比例将活化后的铝矾土加入到质量分数为20％的工业盐酸中，搅拌酸溶；酸溶温度为75-80℃，酸溶时间为2-2.5h；按铝矾土：氧化镁为5∶1-1.5的比例加入氧化镁矿粉，继续搅拌酸溶1-1.5h，冷却，沉化24h，反应液即为制备出的聚合氯化铝-镁混凝剂产品。