CN1535924A - 用耐火水泥-硫铁矿烧渣制备絮凝剂的方法 - Google Patents

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Abstract

用耐火水泥-硫铁矿烧渣制备絮凝剂的方法涉及一种对固体废物,特别是对耐火水泥-硫铁矿烧渣进行再利用的方法。本发明所述的方法主要是:将含有铝、硅和铁的耐火水泥按1∶1-6∶1的比例与硫铁矿烧渣粉末混合,部分固体混合物料与一定浓度的稀盐酸在50℃-130℃下进行反应,反应进行5-20分钟后,加入剩余固体混合物料和一定浓度的浓盐酸再反应20-60分钟,之后加水活化20-60分钟,即得絮凝剂产品。本发明方法具有制备工艺简单,无二次污染,成本低,产品的应用效果好,特别是可以充分利用工业废物制备水处理剂,适应环境保护的需要。本方法制备的絮凝剂对脱墨废水具有很好的处理效果。此外,该类絮凝剂对其它工业废水如造纸废水也有很好的处理效果。

Description

用耐火水泥-硫铁矿烧渣制备絮凝剂的方法
技术领域
本发明涉及一种对固体废物,特别是对耐火水泥-硫铁矿烧渣再利用的方法。
背景技术
随着全球水资源的日益紧张,人们对水循环的再利用也提出了更高要求。在给水和废水处理过程中,絮凝技术的优越性显得尤为突出。絮凝剂是絮凝技术的关键环节之一,按其化学性质可以分为无机与有机絮凝剂两大类。有机絮凝剂如聚丙烯酰胺对工业废水具有很好的处理效果,但其价格昂贵,并且在饮用水中有一定残留,可能对人体产生影响。常用的无机絮凝剂有硫酸铝,氯化铝,氯化铁,硫酸亚铁及其各种聚合形式。就目前而言,传统无机絮凝剂的沉淀速度慢,絮凝效果差,成本较高;而高分子聚合絮凝剂虽然比传统的絮凝剂处理效果好,形成的絮体体积大而结实,但已有的制备方法大多原料紧张、成本较高。因此,寻求一种廉价易得的原料,是降低絮凝剂成本的关键。
对絮凝剂产品而言,产品中含有适当比例的硅、铝、铁、钙,是影响絮凝效果的重要因素。耐火水泥中含有一定量的Al2O3、CaO2和SiO2,但由于存在的比例不适当,使聚硅铝絮凝剂絮凝效果不理想。而作为工业废料的硫铁矿烧渣中只含有铁盐,在经过酸化或者碱化处理后,可以形成简单的铁盐或聚铁盐絮凝剂,其絮凝效果同样存在上述问题。因此,若将两种原料按一定比例混合后,经过一定的加工处理,使絮凝剂产品中的硅、铝、铁、钙的比例达到最佳,则可以最大限度地发挥聚硅铝铁钙盐多种金属协同絮凝的作用。因此要解决背景技术中存在的上述问题,首先是寻求一种廉价易得的原料,进而降低成本;在此基础上,通过研究一种制造絮凝剂的方法,制造出絮凝效果好、沉降速度快、生产工艺简单的新型聚合无机高分子絮凝剂。
发明内容
:本发明的目的是通过公开一种用耐火水泥-硫铁矿烧渣制备絮凝剂的方法,进而解决了上述背景技术中存在的问题本发明所述的方法主要是:将含有铝、硅和铁的耐火水泥按1∶1-6∶1的比例与硫铁矿烧渣粉末混合,部分固体混合物料与一定浓度的稀盐酸在50℃-130℃下进行反应,反应进行5-20分钟后,加入剩余固体混合物料和一定浓度的浓盐酸再反应20-60分钟,之后加水活化20-60分钟,即得絮凝剂产品。
在上述固体混合物料与盐酸进行反应时,可以首先在浓度为5-10%的工业用稀盐酸75克中,快速加入50克所述的固体混合物料中的1/3,反应温度升高到70℃-80℃时,缓慢加入剩余固体混合物料,同时滴加浓度为20-35%的工业用浓盐酸80克。
在与所述的浓盐酸进行反应时,加入剩余固体混合物料的时间可以控制为20-60分钟,同时滴加浓度为20-35%的工业用浓盐酸。
在与所述的浓盐酸反应20-60分钟后,加水活化20-60分钟,即得絮凝剂产品。
在所述的固体混合物料中,耐火水泥中的Al2O3、CaO2和SiO2的总含量应大于70%(重量百分比);硫铁矿烧渣中总Fe2O3的含量应大于70%(重量百分比)。
所述的絮凝剂中Al和Fe总含量为0.8-2.5mol/L,比重为1.20-1.5kg/L,pH值为3-5,产品呈土黄色,为粘稠状液体。
本发明方法的主要化学反应机理为:
原料中的活性二氧化硅在酸性条件下发生聚合反应,生成无机高分子聚硅酸,较好的絮凝剂要求其分子量达到一定程度后就应保持稳定,才会有好的絮凝效果。在本发明方法中,按上述要求反应后,不用调整溶液的pH值就可很好地控制聚合度,使聚硅酸达到稳定而具有很好的絮凝效果。
本发明方法具有制备工艺简单,无二次污染,成本低,产品的应用效果好,特别是可以充分利用工业废物制造所需的产品,适应环境保护的需要。本方法制备的絮凝剂对脱墨废水具有很好的处理效果。此外,该类絮凝剂对其它工业废水如造纸废水也有很好的处理效果。
实施方式下面结合本发明的具体实施例作详细说明:实施例1:称取耐火水泥25克和硫铁矿烧渣粉末25克充分混合成固体混合物料。将浓度为7%的工业用稀盐酸75克加入到四口瓶中,常压加热到50℃后,快速加入1/3的上述固体混合物料16克。并搅拌5分钟,使反应温度快速升高到75℃后,缓慢加入剩余的固体混合物料34克,同时滴加工业用浓度为24%的浓盐酸80克,加料时间控制在20分钟。加完料后,当温度高于100℃时,则可加入90克去离子水进行活化反应,反应温度控制在常压下的80℃,当活化反应进行30分钟后,在70℃条件下出料,即得絮凝剂产品,其中Al3+、Fe3+总含量大于1.50mol/L,比重为1.35kg/L,pH值3,产品呈土黄色,为粘稠状液体。
实施例2:称取耐火水泥40克和硫铁矿烧渣粉末10克充分混合成固体混合物料,取浓度为8%的工业用稀盐酸75克,加入到四口瓶中,常压加热到50℃后,快速加入1/3的上述固体混合物料16克,并搅拌10分钟,使反应温度快速升高到80℃,然后缓慢加入剩余固体混合物料34克,同时滴加浓度为33%的工业用浓盐酸80克,加料时间控制在50分钟。加完料后,当温度高于100℃时,则可加入90克去离子水进行活化反应,反应温度控制在常压下90℃,当活化反应进行40分钟后,在90℃条件下出料,即得絮凝剂产品,其中Al3+、Fe3+总含量大于1.45mol/L,比重为1.45kg/L,pH值4.5,产品呈土黄色,为粘稠状液体。
实施例3:称取耐火水泥42克和硫铁矿烧渣粉末8克充分混合成固体混合物料。取浓度为6%的工业用稀盐酸75克加入到四口瓶中,常压加热到60℃后,快速加入1/3的上述固体混合物料16克,并搅拌8分钟,使反应温度快速升高到80℃,然后缓慢加入剩余固体混合物料34克,同时滴加浓度为30%的工业用浓盐酸80克,加料时间控制在60分钟。加完料后,当温度高于100℃时,则可加入90克去离子水进行活化反应,反应温度控制在常压下的90℃。当活化反应进行60分钟后,在70℃条件下出料,即得絮凝剂产品,其中Al3+、Fe3+总含量大于1.48mol/L,比重为1.55kg/L,pH值5,产品呈土黄色,为粘稠状液体。
应用例1:将以上实施例1中制备的絮凝剂用于某化工厂废水的混凝除浊处理。原水浊度为30.6NTU,pH值为7.12,水温18℃,色度0.273(420nm吸光度),COD为1526mg/L,处理结果列于表1。
表1絮凝剂的加入量对COD去除率的影响
应用例2:将以上实例2中制备的絮凝剂用于脱墨废水的混凝除浊处理。原水浊度为550NTU,pH值为8.12,水温18℃,色度1.193(420nm吸光度),处理结果列于表2。
表2絮凝剂的加入量对色度、浊度去除率的影响
应用例3:将以上实施例3中制备的絮凝剂用于造纸黑液的混凝除浊处理。原水浊度为10.6NTU,pH值为10.7,水温18℃,色度1.573(420nm吸光度),COD为1226mg/L,处理结果列于表1。
表3絮凝剂的加入量对色度、COD、浊度去除率的影响

Claims (6)

1.用耐火水泥-硫铁矿烧渣制备絮凝剂的方法,其特征在于所述的方法主要是:将含有铝、硅和铁的耐火水泥按1∶1-6∶1的比例与硫铁矿烧渣粉末混合,部分固体混合物料与一定浓度的工业用稀盐酸在50℃-130℃下进行反应,反应进行5-20分钟后,加入剩余固体混合物料和一定浓度的工业用浓盐酸再反应20-60分钟,之后加水活化20-60分钟,即得絮凝剂产品。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于在与工业用盐酸进行反应时,可以在浓度为5-10%的稀盐酸75克中,快速加入所述的固体混合物料粉末50克的1/3,反应温度升高到50℃-130℃时,缓慢加入剩余固体混合物料,同时滴加浓度为20-35%的工业用浓盐酸80克。
3.根据权利要求1、2所述的方法,其特征在于与所述的浓盐酸进行反应时,加入剩余固体混合物料的时间可以控制在20-60分钟。
4.根据权利要求1、2所述的方法,其特征在于与所述的浓盐酸反应20-60分钟后,再加水活化20-60分钟。
5.根据权利要求1、2所述的方法,其特征在于所述的耐火水泥中Al2O3、CaO2和SiO2含量应大于70%(重量百分比);硫铁矿烧渣中总Fe2O3含量应大于70%(重量百分比)。
6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于所述的絮凝剂中Al和Fe总含量为0.8-2.5mol/L,比重为1.20-1.50kg/L,pH值为3-5,产品呈土黄色,为粘稠状液体。
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