CN102531328A - 一种高炉冶金渣制备的复合无机高分子污泥脱水调理剂 - Google Patents

一种高炉冶金渣制备的复合无机高分子污泥脱水调理剂 Download PDF

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于衍真
谭娟
冯岩
程磊
索宁
高隆隆
杨奥
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Abstract

本发明属于固体废弃物高炉冶金渣的资源化利用领域，具体涉及一种用钢铁企业炼铁后所排的高炉冶金渣为主要原料制备的一种复合无机高分子污泥脱水调理剂。本发明制备的复合无机高分子污泥脱水调理剂是以废弃物高炉冶金渣为主要原料，充分利用其中的Si，Al，Ca，Mg，Fe等元素，尤其是对于Ca元素的利用，避免了有些方法以高炉冶金渣为原料制备絮凝剂时要把Ca元素去除而造成不能充分利用高炉冶金渣的弊端。Ca元素在污泥调理中可以起到骨架作用，使絮体不易破碎，便于脱水，所以Ca元素在本发明所制备的复合无机高分子污泥脱水调理剂中是一种有效元素。

Description

一种高炉冶金渣制备的复合无机高分子污泥脱水调理剂
技术领域
本发明专利属于高炉冶金渣的资源化利用领域，涉及利用高炉冶金渣为主要原料合成一种复合无机高分子污泥脱水调理剂，用于市政污水厂污泥的脱水调理。
背景技术
高炉冶金渣是钢铁企业在用铁矿石冶炼生铁时排出的废渣，若不及时处理，大量的冶金矿渣会占用大量土地，造成环境污染，影响企业的正常发展，也不符合节约型社会的理念。
高炉冶金渣的成分主要是助熔剂、矿石中的脉石、燃料中的灰份等。这些非挥发性物质大多以铝酸盐和硅酸盐的形式存在，因此高炉冶金渣的成分与硅酸盐水泥熟料的相似，潜在活性较高，故一般都是经过适当处理后用作建筑材料，比如用于制造水泥，作为混凝土的掺混料，制作微晶玻璃，也有一些用于制造农用肥等。在水处理领域，由于高炉冶金渣在被排出炉体后往往经过水淬急冷处理，所以形成了无定形的疏松多孔结构，常用于制作水处理吸附剂以去除污水中的重金属离子及磷等。
市政污水厂处理污水后排出的污泥由于含水率极高，体积巨大，后续处理极为不便。为此，在进行后续处理处置前要进行脱水处理，由于不经调理的污泥脱水十分困难，若直接脱水必然十分不便，为此，在脱水前要进行污泥的调理，以降低其比阻，使其易于脱水，大部分水厂采用的调理方法即是向污泥中加入絮凝剂，也即是污泥脱水调理剂。而高炉冶金渣作为高炉炼铁的主要废弃物，其成分主要由CaO，SiO2，Al2O3，MgO等组成，将其合成絮凝剂以用于污泥脱水调理是当前污泥处理的一种新途径。
发明内容
本发明即是在上述背景下，利用高炉冶金渣为主要原料，合成一种复合无机高分子污泥脱水调理剂用于污泥脱水前的调理。
本发明制备的复合无机高分子污泥脱水调理剂的制备过程如下：
(1)高炉冶金渣的活化：
将高炉冶金渣放入球磨机中磨碎，过100-200目筛，随后将得到的渣粉放于电阻炉中在500℃-700℃下活化1-2小时，取出备用。
(2)金属元素的提取：
向渣粉中缓慢加入适量的10％-20％的稀盐酸，以40-80r/min的速度在搅拌机下搅拌，搅拌1-2小时，然后将反应后的滤液过滤备用。
(3)滤渣的处理：
向过滤后的滤渣中加入适量1.5-2.5mol/L的碱性溶液，让溶液没过滤渣，然后将其放入水浴恒温振荡器中在40-60℃下中速振荡，反应一段时间后取出，待滤渣完全溶解后，加入纯水稀释，并用盐酸调节pH，快速搅拌，pH调节到5左右即可，静置4-8小时。
(4)脱水调理剂的制备：
将第2步中得到的滤液与第3步中滤渣经碱性溶液处理后得到的溶液以一定体积，在一定温度下混合，混合过程中不断搅拌，待混合均匀后，静置陈化24-48小时即得复合无机高分子污泥脱水调理剂。
具体实施方式
实施例一：
取适量经过100目筛且在500℃下活化1小时的渣粉，向其中缓慢加入10％的稀盐酸，以40r/min的速度在搅拌机下搅拌，搅拌1小时后，将滤液过滤备用；向过滤后的滤渣中加入浓度为1.5mol/L的氢氧化钠溶液，放入水浴恒温振荡器中在40℃下中速振荡，反应2小时后取出，加入纯水稀释3倍，将溶解后的滤渣用盐酸调节pH，并快速搅拌，pH调节到4.8即可，静置4小时。将备用的滤液与滤渣经碱性溶液处理后得到的溶液在45℃下按体积比1∶1混合，并不断搅拌，混合均匀后，静置陈化24小时即得复合无机高分子污泥脱水调理剂。
将其用于生活污泥脱水前的调理，调理前污泥比阻为30.5×108s2/g，难于脱水，加入最佳用量的该调理剂后，测试污泥比阻，发现已降至3.32×108s2/g，成为易脱水的污泥。
实施例二：
取适量经过150目筛且在600℃下活化1.5小时的渣粉，向其中缓慢加入15％的稀盐酸，以60r/min的速度在搅拌机下搅拌，搅拌1.5小时后，将滤液过滤备用；向过滤后的滤渣中加入浓度为2mol/L的氢氧化钾溶液，放入水浴恒温振荡器中在50℃下中速振荡，反应3小时后取出，加入纯水稀释3倍，将溶解后的滤渣用盐酸调节pH，并快速搅拌，pH调节到5.0即可，静置6小时。将备用的滤液与滤渣经碱性溶液处理后得到的溶液在55℃下按体积比1∶1.25混合，并不断搅拌，混合均匀后，静置陈化36小时即得复合无机高分子污泥脱水调理剂。
将其用于生活污泥脱水前的调理，调理前污泥比阻为30.5×108s2/g，难于脱水，加入最佳用量的该调理剂后，测试污泥比阻，发现已降至3.0×108s2/g，成为易脱水的污泥。
实施例三：
取适量经过200目筛且在700℃下活化2小时的渣粉，向其中缓慢加入20％的稀盐酸，以80r/min的速度在搅拌机下搅拌，搅拌2小时后，将滤液过滤备用；向过滤后的滤渣中加入体积相同的浓度皆为2.5mol/L的氢氧化钠与氢氧化钾的混合溶液，放入水浴恒温振荡器中在60℃下中速振荡，反应4小时后取出，加入纯水稀释3倍，将溶解后的滤渣用盐酸调节pH，并快速搅拌，pH调节到5.2即可，静置8小时。将备用的滤液与滤渣经碱性溶液处理后得到的溶液在65℃下按体积比1∶1.5混合，并不断搅拌，混合均匀后，静置陈化48小时即得复合无机高分子污泥脱水调理剂。
将其用于生活污泥脱水前的调理，调理前污泥比阻为30.5×108s2/g，难于脱水，加入最佳用量的该调理剂后，测试污泥比阻，发现已降至2.88×108s2/g，成为易脱水的污泥。

Claims (2)

1.一种以高炉冶金渣为主要原料制备的复合无机高分子污泥脱水调理剂，其特征在于，按体积百分比，经稀盐酸处理后过滤得到的备用滤液与滤渣经碱性溶液处理后得到的溶液按体积比1∶1-1.5进行混合并反应，静置陈化后制得。
2.权利1所述的以高炉冶金渣为主要原料制备的复合无机高分子污泥脱水调理剂，其特征在于，碱性溶液可以是氢氧化钠、氢氧化钾或氢氧化钠和氢氧化钾的混合液。
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