CN115650395A - 一种利用赤泥制备复合除磷剂的制备方法及产物的应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种利用赤泥制备复合除磷剂的制备方法及产物的应用；所述利用赤泥制备复合除磷剂的制备方法，包括以下步骤：S1、将赤泥经过高温焙烧，研磨后得到赤泥粉末；S2、将赤泥粉末与酸性混合液混合，得到中间产物；S3、调整中间产物的盐基度后进行过滤，得到滤液和滤渣；滤液即为复合除磷剂；S4、在滤渣中加入生石灰，得到滤渣混合物；S5、将滤渣混合物与硅藻土混合均匀，得到建筑生产原料。所述复合除磷剂的应用：所述复合除磷剂用于污水处理、工业废水处理中对磷、重金属及悬浮物的处理操作。所述建筑生产原料的应用：所述建筑生产原料可作为轻质砖的生产原料来用于轻质砖的生产操作。
Description
技术领域
本发明涉及水处理剂生产领域，尤其涉及一种利用赤泥制备复合除磷剂的制备方法及产物的应用。
背景技术
赤泥是氧化铝生产过程中产生的废弃物，是一种高碱性物质，其中含有大量的AL2O3、Fe2O3、SiO2、CaO、TiO2及少量的其他微量元素；大量的赤泥露天堆放，不仅会对土壤和周边环境造成严重影响，而且对地下水也会造成危害；如今，赤泥的处理一直困扰着企业的发展，也是我国环保的一个难题；因此，有必要根据赤泥的特性，研究一种以赤泥为主要生产原料的复合除磷剂制备方法来实现变废为宝，从而彻底解决赤泥带来的环保问题。
发明内容
本发明目的是针对上述问题，改变现有水处理药剂的制备原料，将工业废物资源化利用，提供一种利用赤泥制备复合除磷剂的制备方法及产物的应用，从根本上解决赤泥的污染问题。
为了实现上述目的，本发明的技术方案是：
一种利用赤泥制备复合除磷剂的制备方法，包括以下步骤：
S1、将混联法生产氧化铝后产生的赤泥经过高温焙烧，研磨后得到赤泥粉末；
S2、将赤泥粉末与酸性混合液混合，在85～95℃的温度条件下搅拌2～3小时，得到中间产物；
S3、调整中间产物的盐基度，然后对中间产物进行过滤，得到滤液和滤渣；滤液即为复合除磷剂；
S4、在滤渣中加入生石灰并搅拌均匀，得到滤渣混合物；
S5、将滤渣混合物破碎后与硅藻土混合并搅拌均匀，得到建筑生产原料。
进一步的，所述步骤S1中，高温焙烧的焙烧温度为450～600℃，焙烧时间为1～2小时；所述赤泥粉末的粒径小于150μm。
进一步的，所述步骤S2中，酸性混合液由盐酸与硫酸混合制成；所述盐酸与硫酸的体积比为2～3:1；所述酸性混合液的摩尔浓度为4～7mol/L。
进一步的，所述步骤S2中，赤泥粉末与酸性混合液的体积比为1:5～8；所述搅拌速率为100～300r/min。
进一步的，所述步骤S3中，通过在中间产物中投加铝粉来调整其盐基度，盐基度调整为5～15%。
进一步的，所述步骤S4中，滤渣混合物的PH值为6～8。
进一步的，所述步骤S5中，滤渣混合物与硅藻土的体积比为1:8～12。
一种复合除磷剂的应用，所述复合除磷剂用于污水处理、工业废水处理中对磷、重金属及悬浮物的处理操作。
一种建筑生产原料的应用，所述建筑生产原料可作为轻质砖的生产原料来用于轻质砖的生产操作。
与现有技术相比，本发明具有的优点和积极效果是：
本发明根据目前水处理行业使用的水处理材料和赤泥的特征，以赤泥作为复合除磷剂的主要生产原材料，提供了一种利用赤泥制备复合除磷剂的制备方法，其通过对赤泥进行高温焙烧、研磨操作以提高赤泥中主要成分在后续环节的析出量，减少过滤残渣，提高赤泥利用效率的同时有效提高了所产复合除磷剂的使用深度和广度；并且本发明制备的复合除磷剂在污水净化能力上明显优于单独的聚合氯化铝和聚合硫酸铁，其可以有效降低污水中的总磷含量，提高污水中COD的去除率；
另一方面，本发明将制备复合除磷剂后的滤渣与生石灰、硅藻土等原料混合，令其可以满足轻质砖对原材料的要求，从而作为轻质砖的生产原料用于轻质砖的生产操作中；其最终将赤泥变废为宝，实现了赤泥的资源化利用，从根本上解决了赤泥的污染问题，为企业和环保产业的发展作出了一定的贡献。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的框架流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，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，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
实施例1、如图1所示，本实施例公开了一种利用赤泥制备复合除磷剂的制备方法，包括以下步骤：
S1、将混联法生产氧化铝后产生的赤泥经过高温焙烧，高温焙烧的焙烧温度为450℃，焙烧时间为1小时；研磨后得到赤泥粉末；所述赤泥粉末的粒径小于120μm；
S2、将赤泥粉末与酸性混合液混合，在85℃的温度条件下搅拌2小时，得到中间产物；
酸性混合液由盐酸与硫酸混合制成；所述盐酸与硫酸的体积比为2:1；所述酸性混合液的摩尔浓度为4mol/L；
赤泥粉末与酸性混合液的体积比为1:5；所述搅拌速率为100r/min；
S3、通过在中间产物中投加铝粉来调整中间产物的盐基度，盐基度调整为5%；然后对中间产物进行过滤，得到滤液和滤渣；滤液即为复合除磷剂；
S4、在滤渣中加入生石灰并搅拌均匀，得到滤渣混合物；滤渣混合物的PH值为6；
S5、将滤渣混合物破碎后与硅藻土混合并搅拌均匀，滤渣混合物与硅藻土的体积比为1:8；最终得到建筑生产原料。
本实施例同时公开了一种复合除磷剂的应用，所述步骤S3得到的复合除磷剂用于污水处理、工业废水处理中对磷、重金属及悬浮物的处理操作。
本实施例同时公开了一种建筑生产原料的应用，所述步骤S5得到的建筑生产原料可作为轻质砖的生产原料来用于轻质砖的生产操作。
实施例2、如图1所示，本实施例公开了一种利用赤泥制备复合除磷剂的制备方法，包括以下步骤：
S1、将混联法生产氧化铝后产生的赤泥经过高温焙烧，高温焙烧的焙烧温度为500℃，焙烧时间为1.5小时；研磨后得到赤泥粉末；所述赤泥粉末的粒径小于130μm；
S2、将赤泥粉末与酸性混合液混合，在90℃的温度条件下搅拌2.5小时，得到中间产物；
酸性混合液由盐酸与硫酸混合制成；所述盐酸与硫酸的体积比为2.5:1；所述酸性混合液的摩尔浓度为6mol/L；
赤泥粉末与酸性混合液的体积比为1:6；所述搅拌速率为200r/min；
S3、通过在中间产物中投加铝粉来调整中间产物的盐基度，盐基度调整为10%；然后对中间产物进行过滤，得到滤液和滤渣；滤液即为复合除磷剂；
S4、在滤渣中加入生石灰并搅拌均匀，得到滤渣混合物；滤渣混合物的PH值为7；
S5、将滤渣混合物破碎后与硅藻土混合并搅拌均匀，滤渣混合物与硅藻土的体积比为1:10；最终得到建筑生产原料。
本实施例同时公开了一种复合除磷剂的应用，所述步骤S3得到的复合除磷剂用于污水处理、工业废水处理中对磷、重金属及悬浮物的处理操作。
本实施例同时公开了一种建筑生产原料的应用，所述步骤S5得到的建筑生产原料可作为轻质砖的生产原料来用于轻质砖的生产操作。
实施例3、如图1所示，本实施例公开了一种利用赤泥制备复合除磷剂的制备方法，包括以下步骤：
S1、将混联法生产氧化铝后产生的赤泥经过高温焙烧，高温焙烧的焙烧温度为600℃，焙烧时间为2小时；研磨后得到赤泥粉末；所述赤泥粉末的粒径小于150μm；
S2、将赤泥粉末与酸性混合液混合，在95℃的温度条件下搅拌3小时，得到中间产物；
酸性混合液由盐酸与硫酸混合制成；所述盐酸与硫酸的体积比为3:1；所述酸性混合液的摩尔浓度为7mol/L；
赤泥粉末与酸性混合液的体积比为1:8；所述搅拌速率为300r/min；
S3、通过在中间产物中投加铝粉来调整中间产物的盐基度，盐基度调整为15%；然后对中间产物进行过滤，得到滤液和滤渣；滤液即为复合除磷剂；
S4、在滤渣中加入生石灰并搅拌均匀，得到滤渣混合物；滤渣混合物的PH值为8；
S5、将滤渣混合物破碎后与硅藻土混合并搅拌均匀，滤渣混合物与硅藻土的体积比为1:12；最终得到建筑生产原料。
本实施例同时公开了一种复合除磷剂的应用，所述步骤S3得到的复合除磷剂用于污水处理、工业废水处理中对磷、重金属及悬浮物的处理操作。
本实施例同时公开了一种建筑生产原料的应用，所述步骤S5得到的建筑生产原料可作为轻质砖的生产原料来用于轻质砖的生产操作。
本发明以混联法赤泥为原料，通过使用盐酸和硫酸的混合液按照一定的摩尔浓度和固液混合比例与混联法产生的赤泥进行反应，经板框压滤机过滤后得到滤液，然后通过调整滤液的盐基度得到所需要的复合除磷剂，滤渣通过生石灰和硅藻土按照一定比例混合搅拌调理后，作为建筑新材料使用。
本发明制备所得到的的复合除磷剂中铁含量为6.5%，铝含量为8.7%，每吨赤泥能生产复合除磷剂约为5吨，所得的滤渣约为0.3吨；
经实验数据分析，制备所得的复合除磷剂可以用于处理市政污水中的总磷含量、COD（化学需氧量）、SS（悬浮物）、重金属等，其处理后均能满足国家一级及地表四类水的要求，同时通过调整投加量，在工业废水中作为预处理和深度治理均可满足水净化要求。
另外，经试验，每吨残渣经过生石灰和硅藻土混合调整后能产生的建筑材料约为10～15吨。
本发明根据目前水处理行业使用的水处理材料和赤泥的特征，以赤泥作为复合除磷剂的主要生产原材料，提供了一种利用赤泥制备复合除磷剂的制备方法，其通过对赤泥进行高温焙烧、研磨操作以提高赤泥中主要成分在后续环节的析出量，减少过滤残渣，提高赤泥利用效率的同时有效提高了所产复合除磷剂的使用深度和广度；并且本发明制备的复合除磷剂在污水净化能力上明显优于单独的聚合氯化铝和聚合硫酸铁，其可以有效降低污水中的总磷含量，提高污水中COD的去除率；
另一方面，本发明将制备复合除磷剂后的滤渣与生石灰、硅藻土等原料混合，令其可以满足轻质砖对原材料的要求，从而作为轻质砖的生产原料用于轻质砖的生产操作中；其最终将赤泥变废为宝，实现了赤泥的资源化利用，从根本上解决了赤泥的污染问题，为企业和环保产业的发展作出了一定的贡献。
Claims (9)
1.一种利用赤泥制备复合除磷剂的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1、将混联法生产氧化铝后产生的赤泥经过高温焙烧，研磨后得到赤泥粉末；
S2、将赤泥粉末与酸性混合液混合，在85～95℃的温度条件下搅拌2～3小时，得到中间产物；
S3、调整中间产物的盐基度，然后对中间产物进行过滤，得到滤液和滤渣；滤液即为复合除磷剂；
S4、在滤渣中加入生石灰并搅拌均匀，得到滤渣混合物；
S5、将滤渣混合物破碎后与硅藻土混合并搅拌均匀，得到建筑生产原料。
2.如权利要求1所述的利用赤泥制备复合除磷剂的制备方法，其特征在于：所述步骤S1中，高温焙烧的焙烧温度为450～600℃，焙烧时间为1～2小时；所述赤泥粉末的粒径小于150μm。
3.如权利要求2所述的利用赤泥制备复合除磷剂的制备方法，其特征在于：所述步骤S2中，酸性混合液由盐酸与硫酸混合制成；所述盐酸与硫酸的体积比为2～3:1；所述酸性混合液的摩尔浓度为4～7mol/L。
4.如权利要求3所述的利用赤泥制备复合除磷剂的制备方法，其特征在于：所述步骤S2中，赤泥粉末与酸性混合液的体积比为1:5～8；所述搅拌速率为100～300r/min。
5.如权利要求4所述的利用赤泥制备复合除磷剂的制备方法，其特征在于：所述步骤S3中，通过在中间产物中投加铝粉来调整其盐基度，盐基度调整为5～15%。
6.如权利要求5所述的利用赤泥制备复合除磷剂的制备方法，其特征在于：所述步骤S4中，滤渣混合物的PH值为6～8。
7.如权利要求6所述的利用赤泥制备复合除磷剂的制备方法，其特征在于：所述步骤S5中，滤渣混合物与硅藻土的体积比为1:8～12。
8.一种复合除磷剂的应用，所述复合除磷剂为权利要求7所述的利用赤泥制备复合除磷剂的制备方法制备得到的复合除磷剂；其特征在于：所述复合除磷剂用于污水处理、工业废水处理中对磷、重金属及悬浮物的处理操作。
9.一种建筑生产原料的应用，所述建筑生产原料为权利要求7所述的利用赤泥制备复合除磷剂的制备方法制备得到的建筑生产原料；其特征在于：所述建筑生产原料可作为轻质砖的生产原料来用于轻质砖的生产操作。
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