CN105314693A - 一种利用废铝灰渣制备复合净水剂的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种利用废铝灰渣制备复合净水剂的方法，属于净水剂制备技术领域。本发明是以废铝灰渣为原料，与蒸馏水混合后过滤风干，加入石灰石粉末煅烧粉碎成颗粒，与硫酸、二氧化锰加热混合，静置过滤得滤液，加入硫酸铁和甘油加热搅拌，再加入氧化钠水解聚合，静置熟化，与蒸馏水混合搅拌直至无沉淀产生，过滤得过滤物，经烘干粉碎制得复合净水剂。本发明的有益效果是：本发明充分利用废铝灰渣制备净水剂，不仅解决了环境污染问题，也实现了资源的可持续利用；所得净水剂在净水过程中无任何新的固体废物产生，后期处理简单、成本低，净水率高于其他净水剂32%以上。

Description

一种利用废铝灰渣制备复合净水剂的方法

技术领域

本发明涉及一种利用废铝灰渣制备复合净水剂的方法，属于净水剂制备技术领域。

背景技术

铝灰主要生成于氧化铝经熔盐电解生产铝的过程中，由于操作和测定器具的携带、阳极更换、出铝、铸锭以及电解槽大修等原因，会产生大量的铝渣。一般每生产1吨铝要产生3050千克铝渣铝灰。近年来，我国铝生产能力及产量大幅度增加。再次，废铝再生并重新加工制品的回收率一般为75%～85%。再生1吨废铝将产生150～250千克铝渣铝灰。铝灰渣是一种可再生资源，但一直没得到足够的重视，成为破坏环境的因素之一。随着经济的发展，废铝灰渣蓄积量逐年大幅度增加，如果不寻找经济有效并且环保的方法加以治理，其对环境的严重威胁将越来越突显。我国目前铝灰渣处理回收率低，能量消耗大，研究和开发将工业铝灰渣回收制备其他物质，对于提高经济效益，保护生态环境具有重要的现实意义和实用价值。

净水剂就是投放入水中能和水中其它杂质产生反应的药剂。主要是起到净水的目的。目前通常采用粉煤灰生产净水剂，但是该方法由于粉煤灰生产温度高，其中的铝元素很难用强酸浸出，需加助溶剂氟化物才能提高铝的提出率，由于引进氟化物提高了处理成本，且生产净水剂过程中会产生新的固体废物，该固体废物又是生产硅酸钠的原料，或生产白碳黑及沸石的原料，其后序工艺需新的设备及原料，后期处理复杂且成本高。因此研究出一种利用废铝灰渣制备净水剂的方法，具有重要的实用价值。

发明内容

本发明所要解决的技术问题：针对目前铝灰渣处理回收率低，能量消耗大，污染环境，且目前的净水剂在净水过程中会产生新的固体废物，后期处理复杂、成本高的弊端，提供了一种以废铝灰渣为原料，与蒸馏水混合后过滤风干，加入石灰石粉末煅烧粉碎成颗粒，与硫酸、二氧化锰加热混合，静置过滤得滤液，加入硫酸铁和甘油加热搅拌，再加入氧化钠水解聚合，静置熟化，与蒸馏水混合搅拌直至无沉淀产生，过滤得过滤物，经烘干粉碎制得复合净水剂的方法。本发明对铝灰渣处理回收率高，所得产品在净水过程中无任何新的固体废物产生，净水效果好。

为解决上述技术问题，本发明采用如下所述的技术方案是：

（1）取1～3kg的废铝灰渣放入容器中，向其中加入蒸馏水淹没废铝灰渣2～3cm，以转速200～300r/min，搅拌20～30min后过滤，然后将过滤后的废铝灰渣放入风干机中进行风干，随后按质量比2:1，与60目石灰石粉末混合均匀；

（2）将上述的混合物放入煅烧炉中进行煅烧，温度控制为700～800℃，煅烧1～2h，然后使用温度为0～5℃的氢气对其进行降温至室温，随后将冷却后得到的预处理的废铝灰渣放入粉碎机中进行粉碎，过标准筛得80～100目颗粒物；

（3）将上述所得的颗粒物放入容器中，向其中加入质量分数为65～70％的硫酸溶液淹没颗粒物2～4cm，同时加入质量分数为30％的双氧水，加入量为硫酸溶液体积的20～30％，搅拌均匀后，再向其中加入二氧化锰，加入量为废铝灰渣质量的2～4％，然后对容器进行加热，加热至温度为70～80℃，转速设定为160～210r/min；

（4）待上述搅拌2～5h后，降温至40～50℃，使用氮气将容器内的空气排出，密封容器，静置30～40min后过滤，收集过滤液，将所得的过滤液放入三口烧瓶中，再分别向其中加入质量分数为55％的硫酸铁溶液，加入量为过滤液体积的70～80％，及600～900mL甘油，然后对三口烧瓶进行加热，加热至温度为110～120℃，同时以150～180r/min的转速进行搅拌；

（5）待上述加热搅拌2～4h后，向其中加入100～200g氧化钠，加入速度为3～5g/min，氧化钠加入完毕，水解聚合1～2h后停止加热，静置熟化20～26h，得浅红棕色液体，向其中加入温度为5～10℃的蒸馏水，搅拌直至无沉淀物产生，随后进行过滤，收集过滤物，将过滤物放入烘箱中烘干，再放入粉碎机中进行粉碎，过标准筛得40～80目颗粒，即可得到复合净水剂。

本发明的应用方法：将本发明所制得的复合净水剂投入原水浊度300～500NTUI污水中，投入量为3～5mg/L，在转速为200～400r/min下搅拌20～30min，再降低转速为80r/min搅拌10～20min，静置1～2h，检测出水SS≦16mg/L，出水浊度为20～25NTUI，在净水过程中无任何新的固体废物产生。

本发明与其他方法相比，有益技术效果是：

（1）本发明充分利用废铝灰渣制备净水剂，不仅解决了环境污染问题，也实现了资源的可持续利用；

（2）所得净水剂在净水过程中无任何新的固体废物产生，后期处理简单、成本低，净水率高于其他净水剂32%以上。

具体实施方式

首先取1～3kg的废铝灰渣放入容器中，向其中加入蒸馏水淹没废铝灰渣2～3cm，以转速200～300r/min，搅拌20～30min后过滤，然后将过滤后的废铝灰渣放入风干机中进行风干，随后按质量比2:1，与60目石灰石粉末混合均匀；然后将上述的混合物放入煅烧炉中进行煅烧，温度控制为700～800℃，煅烧1～2h，然后使用温度为0～5℃的氢气对其进行降温至室温，随后将冷却后得到的预处理的废铝灰渣放入粉碎机中进行粉碎，过标准筛得80～100目颗粒物；再将上述所得的颗粒物放入容器中，向其中加入质量分数为65～70％的硫酸溶液淹没颗粒物2～4cm，同时加入质量分数为30％的双氧水，加入量为硫酸溶液体积的20～30％，搅拌均匀后，再向其中加入二氧化锰，加入量为废铝灰渣质量的2～4％，然后对容器进行加热，加热至温度为70～80℃，转速设定为160～210r/min；待上述搅拌2～5h后，降温至40～50℃，使用氮气将容器内的空气排出，密封容器，静置30～40min后过滤，收集过滤液，将所得的过滤液放入三口烧瓶中，再分别向其中加入质量分数为55％的硫酸铁溶液，加入量为过滤液体积的70～80％，及600～900mL甘油，然后对三口烧瓶进行加热，加热至温度为110～120℃，同时以150～180r/min的转速进行搅拌；最后待上述加热搅拌2～4h后，向其中加入100～200g氧化钠，加入速度为3～5g/min，氧化钠加入完毕，水解聚合1～2h后停止加热，静置熟化20～26h，得浅红棕色液体，向其中加入温度为5～10℃的蒸馏水，搅拌直至无沉淀物产生，随后进行过滤，收集过滤物，将过滤物放入烘箱中烘干，再放入粉碎机中进行粉碎，过标准筛得40～80目颗粒，即可得到复合净水剂。

实例1

首先取1kg的废铝灰渣放入容器中，向其中加入蒸馏水淹没废铝灰渣2cm，以转速200r/min，搅拌20min后过滤，然后将过滤后的废铝灰渣放入风干机中进行风干，随后按质量比2:1，与60目石灰石粉末混合均匀；然后将上述的混合物放入煅烧炉中进行煅烧，温度控制为700℃，煅烧1h，然后使用温度为0℃的氢气对其进行降温至室温，随后将冷却后得到的预处理的废铝灰渣放入粉碎机中进行粉碎，过标准筛得80目颗粒物；再将上述所得的颗粒物放入容器中，向其中加入质量分数为65％的硫酸溶液淹没颗粒物2cm，同时加入质量分数为30％的双氧水，加入量为硫酸溶液体积的20％，搅拌均匀后，再向其中加入二氧化锰，加入量为废铝灰渣质量的2％，然后对容器进行加热，加热至温度为70℃，转速设定为160r/min；待上述搅拌2h后，降温至40℃，使用氮气将容器内的空气排出，密封容器，静置30min后过滤，收集过滤液，将所得的过滤液放入三口烧瓶中，再分别向其中加入质量分数为55％的硫酸铁溶液，加入量为过滤液体积的70％，及600mL甘油，然后对三口烧瓶进行加热，加热至温度为110℃，同时以150r/min的转速进行搅拌；最后待上述加热搅拌2h后，向其中加入100g氧化钠，加入速度为3g/min，氧化钠加入完毕，水解聚合1h后停止加热，静置熟化20h，得浅红棕色液体，向其中加入温度为5℃的蒸馏水，搅拌直至无沉淀物产生，随后进行过滤，收集过滤物，将过滤物放入烘箱中烘干，再放入粉碎机中进行粉碎，过标准筛得40目颗粒，即可得到复合净水剂。

将本发明所制得的复合净水剂投入原水浊度300NTUI污水中，投入量为3mg/L，在转速为200r/min下搅拌20min，再降低转速为80r/min搅拌10min，静置1h，检测出水SS为16mg/L，出水浊度为20NTUI，在净水过程中无任何新的固体废物产生。

实例2

首先取2kg的废铝灰渣放入容器中，向其中加入蒸馏水淹没废铝灰渣2.5cm，以转速250r/min，搅拌25min后过滤，然后将过滤后的废铝灰渣放入风干机中进行风干，随后按质量比2:1，与60目石灰石粉末混合均匀；然后将上述的混合物放入煅烧炉中进行煅烧，温度控制为750℃，煅烧1.5h，然后使用温度为3℃的氢气对其进行降温至室温，随后将冷却后得到的预处理的废铝灰渣放入粉碎机中进行粉碎，过标准筛得90目颗粒物；再将上述所得的颗粒物放入容器中，向其中加入质量分数为68％的硫酸溶液淹没颗粒物3cm，同时加入质量分数为30％的双氧水，加入量为硫酸溶液体积的25％，搅拌均匀后，再向其中加入二氧化锰，加入量为废铝灰渣质量的3％，然后对容器进行加热，加热至温度为75℃，转速设定为185r/min；待上述搅拌3.5h后，降温至45℃，使用氮气将容器内的空气排出，密封容器，静置35min后过滤，收集过滤液，将所得的过滤液放入三口烧瓶中，再分别向其中加入质量分数为55％的硫酸铁溶液，加入量为过滤液体积的75％，及750mL甘油，然后对三口烧瓶进行加热，加热至温度为115℃，同时以165r/min的转速进行搅拌；最后待上述加热搅拌3h后，向其中加入150g氧化钠，加入速度为4g/min，氧化钠加入完毕，水解聚合1.5h后停止加热，静置熟化23h，得浅红棕色液体，向其中加入温度为8℃的蒸馏水，搅拌直至无沉淀物产生，随后进行过滤，收集过滤物，将过滤物放入烘箱中烘干，再放入粉碎机中进行粉碎，过标准筛得60目颗粒，即可得到复合净水剂。

将本发明所制得的复合净水剂投入原水浊度400NTUI污水中，投入量为4mg/L，在转速为300r/min下搅拌25min，再降低转速为80r/min搅拌15min，静置1.5h，检测出水SS为15.1mg/L，出水浊度为22NTUI，在净水过程中无任何新的固体废物产生。

实例3

首先取3kg的废铝灰渣放入容器中，向其中加入蒸馏水淹没废铝灰渣3cm，以转速300r/min，搅拌30min后过滤，然后将过滤后的废铝灰渣放入风干机中进行风干，随后按质量比2:1，与60目石灰石粉末混合均匀；然后将上述的混合物放入煅烧炉中进行煅烧，温度控制为800℃，煅烧2h，然后使用温度为5℃的氢气对其进行降温至室温，随后将冷却后得到的预处理的废铝灰渣放入粉碎机中进行粉碎，过标准筛得100目颗粒物；再将上述所得的颗粒物放入容器中，向其中加入质量分数为70％的硫酸溶液淹没颗粒物4cm，同时加入质量分数为30％的双氧水，加入量为硫酸溶液体积的30％，搅拌均匀后，再向其中加入二氧化锰，加入量为废铝灰渣质量的4％，然后对容器进行加热，加热至温度为80℃，转速设定为210r/min；待上述搅拌5h后，降温至50℃，使用氮气将容器内的空气排出，密封容器，静置40min后过滤，收集过滤液，将所得的过滤液放入三口烧瓶中，再分别向其中加入质量分数为55％的硫酸铁溶液，加入量为过滤液体积的80％，及900mL甘油，然后对三口烧瓶进行加热，加热至温度为120℃，同时以180r/min的转速进行搅拌；最后待上述加热搅拌4h后，向其中加入200g氧化钠，加入速度为5g/min，氧化钠加入完毕，水解聚合2h后停止加热，静置熟化26h，得浅红棕色液体，向其中加入温度为10℃的蒸馏水，搅拌直至无沉淀物产生，随后进行过滤，收集过滤物，将过滤物放入烘箱中烘干，再放入粉碎机中进行粉碎，过标准筛得80目颗粒，即可得到复合净水剂。

将本发明所制得的复合净水剂投入原水浊度500NTUI污水中，投入量为5mg/L，在转速为400r/min下搅拌30min，再降低转速为80r/min搅拌20min，静置2h，检测出水SS为14.2mg/L，出水浊度为25NTUI，在净水过程中无任何新的固体废物产生。

Claims (1)

1.一种利用废铝灰渣制备复合净水剂的方法，其特征在于具体制备步骤为：

（1）取1～3kg的废铝灰渣放入容器中，向其中加入蒸馏水淹没废铝灰渣2～3cm，以转速200～300r/min，搅拌20～30min后过滤，然后将过滤后的废铝灰渣放入风干机中进行风干，随后按质量比2:1，与60目石灰石粉末混合均匀；

（2）将上述的混合物放入煅烧炉中进行煅烧，温度控制为700～800℃，煅烧1～2h，然后使用温度为0～5℃的氢气对其进行降温至室温，随后将冷却后得到的预处理的废铝灰渣放入粉碎机中进行粉碎，过标准筛得80～100目颗粒物；

（3）将上述所得的颗粒物放入容器中，向其中加入质量分数为65～70％的硫酸溶液淹没颗粒物2～4cm，同时加入质量分数为30％的双氧水，加入量为硫酸溶液体积的20～30％，搅拌均匀后，再向其中加入二氧化锰，加入量为废铝灰渣质量的2～4％，然后对容器进行加热，加热至温度为70～80℃，转速设定为160～210r/min；

（4）待上述搅拌2～5h后，降温至40～50℃，使用氮气将容器内的空气排出，密封容器，静置30～40min后过滤，收集过滤液，将所得的过滤液放入三口烧瓶中，再分别向其中加入质量分数为55％的硫酸铁溶液，加入量为过滤液体积的70～80％，及600～900mL甘油，然后对三口烧瓶进行加热，加热至温度为110～120℃，同时以150～180r/min的转速进行搅拌；

（5）待上述加热搅拌2～4h后，向其中加入100～200g氧化钠，加入速度为3～5g/min，氧化钠加入完毕，水解聚合1～2h后停止加热，静置熟化20～26h，得浅红棕色液体，向其中加入温度为5～10℃的蒸馏水，搅拌直至无沉淀物产生，随后进行过滤，收集过滤物，将过滤物放入烘箱中烘干，再放入粉碎机中进行粉碎，过标准筛得40～80目颗粒，即可得到复合净水剂。