CN108101343A

CN108101343A - 一种铝土矿石基污泥处理剂及其制备方法和应用

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Publication number: CN108101343A
Application number: CN201711361720.0A
Authority: CN
Inventors: 李宇涵
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2017-12-18
Filing date: 2017-12-18
Publication date: 2018-06-01

Abstract

本发明公开了一种铝土矿石基污泥处理剂及其制备方法和应用，该污泥处理剂，按照重量份的原料包括：聚马来酸酐2‑6份、铝土矿石25‑35份、羟乙基甲基纤维素3‑7份、二乙醇酰胺11‑19份、聚山梨酯‑80 7‑15份。将铝土矿石研磨、加入二乙醇酰胺溶液加热密封搅拌，加入聚山梨酯‑80搅拌，离心分离洗涤制得混合物A；将混合物A与聚马来酸酐溶液混合加热密封搅拌，加入羟乙基甲基纤维素并加热搅拌、超声处理，烘干后洗涤，再次烘干后煅烧即得。本发明对于铝土矿石进行相应处理后使其对污泥中的重金属、有机物污染物具有很好的固化处理效果，为以后污泥处理提供了一个新材料，适用范围广泛。

Description

一种铝土矿石基污泥处理剂及其制备方法和应用

技术领域

本发明涉及污泥处理技术领域，具体是一种铝土矿石基污泥处理剂及其制备方法和应用。

背景技术

工业企业在生产过程中会产生大量含重金属和有机物的污泥，以及城市污水处理厂污水处理的最终产物也含有大量重金属和有机物，受污染的河流、湖泊中的重金属和有机物经过长期物理化学过程及生物过程最终进入沉积物中。这些含有重金属和有机物的底泥和污泥，都面临着如何进行安全处理的迫切需求，对它们进行安全、快捷、高效的处理是目前环境治理和保护领域中的重点课题和研究课题之一，也是目前该领域中的热点课题。稳定固化技术是一种较为成熟且经济有效的技术，但该技术所使用的固化剂主要采用水泥、石灰、石膏等水硬性材料，往往使得污泥或其它固废产生硬化、增容等问题，不利于后续的处置和利用。现有技术中也有使用铝土矿石，但是一般是与其它具有吸附重金属等原料混合复配制成，但是对其本身作为普通的原材料却对污泥中重金属的固化作用较差，尤其对污泥中有机物的固化作用更小。需要一种改进的材料使其在污泥稳定中作用显著。

发明内容

本发明的目的在于提供一种铝土矿石基污泥处理剂及其制备方法和应用，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种铝土矿石基污泥处理剂，按照重量份的原料包括：聚马来酸酐2-6份、铝土矿石25-35份、羟乙基甲基纤维素3-7份、二乙醇酰胺11-19份、聚山梨酯-80 7-15份。

作为本发明进一步的方案：所述铝土矿石基污泥处理剂，按照重量份的原料包括：聚马来酸酐3-5份、铝土矿石28-32份、羟乙基甲基纤维素4-6份、二乙醇酰胺13-17份、聚山梨酯-80 9-13份。

作为本发明进一步的方案：所述铝土矿石基污泥处理剂，按照重量份的原料包括：聚马来酸酐4份、铝土矿石30份、羟乙基甲基纤维素5份、二乙醇酰胺15份、聚山梨酯-8011份。

一种铝土矿石基污泥处理剂的制备方法，包括以下步骤：

1)将二乙醇酰胺与其质量11-12倍的去离子水混合，制得二乙醇酰胺溶液；将聚马来酸酐与其质量4-5倍的乙醇混合，制得聚马来酸酐溶液；

2)将铝土矿石研磨、过120-150目筛，然后加入二乙醇酰胺溶液，升温至72-76℃并在该温度下密封搅拌处理2.2h，然后升温至128-130℃并加入聚山梨酯-80，然后在该温度下继续搅拌45-50min，离心分离洗涤制得混合物A；

3)将混合物A与聚马来酸酐溶液混合，置入反应釜中并在110-112℃的温度下密封搅拌处理1.5-1.6h，然后加入羟乙基甲基纤维素并在65-68℃下搅拌处理0.3-0.5h，然后超声处理35min，烘干后洗涤，再次烘干后在420℃的马弗炉中煅烧3.5h即得。

作为本发明进一步的方案：步骤2)中，搅拌速度为200r/min。

作为本发明进一步的方案：步骤2)中，离心转速为10000r/min，离心时间为5-10min。

作为本发明进一步的方案：步骤3)中，超声功率为800W。

作为本发明进一步的方案：步骤3)中，搅拌速度为100r/min。

本发明另一目的是提供所述处理剂在重金属污染污泥处理中的应用。

本发明另一目的是提供所述处理剂在有机物污染污泥处理中的应用。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明采用上述原料及制备工艺制得的处理剂对污泥中的重金属(铜、铅、锌、镍、铬)、有机物(六氯苯、苯并(a)芘、苯并(b)荧蒽)污染物具有很好的稳定化效果，稳定化速度快，投加量小，稳定化效果好，降低了污染污泥的浸出毒性。本发明原料简单、制备工艺简单，不会产生二次污染，施工方便，处理量大，快速、高效，成本低，产品安全环保，适于工业化生产。本发明对于铝土矿石进行相应处理后使其对污泥中的重金属、有机物污染物具有很好的固化处理效果，为以后污泥处理提供了一个新材料，适用范围广泛。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

本发明实施例中，一种铝土矿石基污泥处理剂，包括以下原料：聚马来酸酐2kg、铝土矿石25kg、羟乙基甲基纤维素3kg、二乙醇酰胺11kg、聚山梨酯-80 7kg。

将二乙醇酰胺与其质量11倍的去离子水混合，制得二乙醇酰胺溶液；将聚马来酸酐与其质量4倍的乙醇混合，制得聚马来酸酐溶液。将铝土矿石研磨、过120目筛，然后加入二乙醇酰胺溶液，升温至72℃并在该温度下密封搅拌处理2.2h，然后升温至128℃并加入聚山梨酯-80，然后在该温度下继续搅拌45min，搅拌速度为200r/min，离心分离洗涤制得混合物A；离心转速为10000r/min，离心时间为5min。将混合物A与聚马来酸酐溶液混合，置入反应釜中并在110℃的温度下密封搅拌处理1.5h，搅拌速度为100r/min，然后加入羟乙基甲基纤维素并在65℃下搅拌处理0.3h，然后超声处理35min，超声功率为800W，烘干后洗涤，再次烘干后在420℃的马弗炉中煅烧3.5h即得。

实施例2

本发明实施例中，一种铝土矿石基污泥处理剂，包括以下原料：聚马来酸酐6kg、铝土矿石35kg、羟乙基甲基纤维素7kg、二乙醇酰胺19kg、聚山梨酯-80 15kg。

将二乙醇酰胺与其质量12倍的去离子水混合，制得二乙醇酰胺溶液；将聚马来酸酐与其质量5倍的乙醇混合，制得聚马来酸酐溶液。将铝土矿石研磨、过150目筛，然后加入二乙醇酰胺溶液，升温至76℃并在该温度下密封搅拌处理2.2h，然后升温至130℃并加入聚山梨酯-80，然后在该温度下继续搅拌50min，搅拌速度为200r/min，离心分离洗涤制得混合物A；离心转速为10000r/min，离心时间为10min。将混合物A与聚马来酸酐溶液混合，置入反应釜中并在112℃的温度下密封搅拌处理1.6h，搅拌速度为100r/min，然后加入羟乙基甲基纤维素并在68℃下搅拌处理0.5h，然后超声处理35min，超声功率为800W，烘干后洗涤，再次烘干后在420℃的马弗炉中煅烧3.5h即得。

实施例3

本发明实施例中，一种铝土矿石基污泥处理剂，包括以下原料：聚马来酸酐3kg、铝土矿石28kg、羟乙基甲基纤维素4kg、二乙醇酰胺13kg、聚山梨酯-80 9kg。

将二乙醇酰胺与其质量12倍的去离子水混合，制得二乙醇酰胺溶液；将聚马来酸酐与其质量5倍的乙醇混合，制得聚马来酸酐溶液。将铝土矿石研磨、过150目筛，然后加入二乙醇酰胺溶液，升温至74℃并在该温度下密封搅拌处理2.2h，然后升温至129℃并加入聚山梨酯-80，然后在该温度下继续搅拌50min，搅拌速度为200r/min，离心分离洗涤制得混合物A；离心转速为10000r/min，离心时间为10min。将混合物A与聚马来酸酐溶液混合，置入反应釜中并在112℃的温度下密封搅拌处理1.6h，搅拌速度为100r/min，然后加入羟乙基甲基纤维素并在68℃下搅拌处理0.5h，然后超声处理35min，超声功率为800W，烘干后洗涤，再次烘干后在420℃的马弗炉中煅烧3.5h即得。

实施例4

本发明实施例中，一种铝土矿石基污泥处理剂，包括以下原料：聚马来酸酐5kg、铝土矿石32kg、羟乙基甲基纤维素6kg、二乙醇酰胺17kg、聚山梨酯-80 13kg。

实施例5

本发明实施例中，一种铝土矿石基污泥处理剂，包括以下原料：聚马来酸酐4kg、铝土矿石30kg、羟乙基甲基纤维素5kg、二乙醇酰胺15kg、聚山梨酯-80 11kg。

对比例1

除不含有二乙醇酰胺外，其原料及制备工艺与实施例5一致。

对比例2

只有铝土矿石，其制备工艺与实施例5一致。

对比例3

只有铝土矿石、二乙醇酰胺，其制备工艺与实施例5一致。

对比例4

将各原料直接混合，加入实施例5添加的其它物质，在68℃下搅拌处理0.5h，然后超声处理35min，超声功率为800W，烘干后洗涤，再次烘干后在420℃的马弗炉中煅烧3.5h即得。各原料的添加量与实施例5一致。

实施例6

河南某地被有机物污染，该污泥中的有机物主要为六氯苯、苯并(a)芘、苯并(b)荧蒽，最大浓度为25.72mg/kg、18.51mg/kg和11.33mg/kg。经检测确定污染范围和深度后，将上述污泥挖出后分别与实施例1-5、对比例1-4的污泥处理剂搅拌均匀。养护10天后，检测所述有机物污染污泥的有机物浸出浓度。结果如表1所示。

表1

	六氯苯(mg/kg)	苯并(a)芘(mg/kg)	苯并(b)荧蒽(mg/kg)
				实施例1	未检出	2.58	未检出
实施例2	未检出	0.91	未检出
				实施例3	未检出	未检出	未检出
实施例4	未检出	未检出	未检出
				实施例5	未检出	未检出	未检出
对比例1	5.35	6.04	5.67
				对比例2	22.17	15.46	10.06
对比例3	18.38	12.05	7.52
				对比例4	15.05	9.41	2.94

本发明采用上述原料及制备工艺制得的处理剂处理后污泥中苯并(a)芘含量大幅度减少，实施例3-5均未检出，六氯苯、苯并(b)荧蒽含量均未检出，本发明对有机污染物具有极为优异的还原降解稳定作用。

实施例7

河南某河道疏浚底泥中超标重金属为铜、铅、锌、镍、铬，最大浓度分别为2205mg/kg、884mg/kg、3103mg/kg、2528mg/kg、978mg/kg。经检测确定污染范围和深度后，将上述污泥挖出后分别与实施例1-5、对比例1-4的污泥处理剂搅拌均匀。养护7天后，检测所述重金属污染污泥的重金属浸出毒性和含量。结果如表2所示。

表2

本发明采用上述原料及制备工艺制得的污泥处理剂处理后污泥中铜、铅、锌、镍、铬的浸出浓度含量显著低于对比例1-4，实施例3-5较优均未检出，本发明对铜、铅、锌、镍、铬等重金属污染物具有极为优异的稳定作用。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims

1.一种铝土矿石基污泥处理剂，其特征在于，按照重量份的原料包括：聚马来酸酐2-6份、铝土矿石25-35份、羟乙基甲基纤维素3-7份、二乙醇酰胺11-19份、聚山梨酯-80 7-15份。

2.根据权利要求1所述的铝土矿石基污泥处理剂，其特征在于，按照重量份的原料包括：聚马来酸酐3-5份、铝土矿石28-32份、羟乙基甲基纤维素4-6份、二乙醇酰胺13-17份、聚山梨酯-80 9-13份。

3.根据权利要求1所述的铝土矿石基污泥处理剂，其特征在于，按照重量份的原料包括：聚马来酸酐4份、铝土矿石30份、羟乙基甲基纤维素5份、二乙醇酰胺15份、聚山梨酯-8011份。

4.一种如权利要求1-3任一所述的铝土矿石基污泥处理剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1）将二乙醇酰胺与其质量11-12倍的去离子水混合，制得二乙醇酰胺溶液；将聚马来酸酐与其质量4-5倍的乙醇混合，制得聚马来酸酐溶液；

2）将铝土矿石研磨、过120-150目筛，然后加入二乙醇酰胺溶液，升温至72-76℃并在该温度下密封搅拌处理2.2h，然后升温至128-130℃并加入聚山梨酯-80，然后在该温度下继续搅拌45-50min，离心分离洗涤制得混合物A；

3）将混合物A与聚马来酸酐溶液混合，置入反应釜中并在110-112℃的温度下密封搅拌处理1.5-1.6h，然后加入羟乙基甲基纤维素并在65-68℃下搅拌处理0.3-0.5h，然后超声处理35min，烘干后洗涤，再次烘干后在420℃的马弗炉中煅烧3.5h即得。

5.根据权利要求4所述的铝土矿石基污泥处理剂的制备方法，其特征在于，步骤2）中，搅拌速度为200r/min。

6.根据权利要求4所述的铝土矿石基污泥处理剂的制备方法，其特征在于，步骤2）中，离心转速为10000r/min，离心时间为5-10min。

7.根据权利要求4所述的铝土矿石基污泥处理剂的制备方法，其特征在于，步骤3）中，超声功率为800W。

8.根据权利要求4所述的铝土矿石基污泥处理剂的制备方法，其特征在于，步骤3）中，搅拌速度为100r/min。

9.如权利要求1-3任一所述的处理剂在重金属污染污泥处理中的应用。

10.如权利要求1-3任一所述的处理剂在有机物污染污泥处理中的应用。