CN1594082A - 聚硅酸铝铁的特殊合成工艺 - Google Patents

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本发明涉及一种絮凝剂的合成工艺，具体为聚硅酸铝铁的特殊合成工艺，包括原料选取、粉煤灰的焙烧、焙烧后的粉煤灰的处理、滤渣处理、炼铁废渣的酸浸液的制备、聚合铝铁的制备、聚合硅酸的制备和聚硅酸铝铁的制备。本发明由于选取了炼铁废渣和粉煤灰作为原料，所以使采用的合成工艺具有了常规合成工艺所不具有的特殊性，虽然工艺过程增加了几个步骤，但成品的合成时间却被大大地缩短了，同时为炼铁废渣和粉煤灰的回收利用提供了新的途径，提高了物质资源的综合利用率，更主要的是，降低了聚硅酸铝铁的生产成本和废水处理成本，延长了成品的保存时间，因此具有很强的技术效应和社会效应。

Description

聚硅酸铝铁的特殊合成工艺
技术领域
本发明涉及一种絮凝剂的合成工艺，具体为聚硅酸铝铁的特殊合成工艺。
背景技术
现有的聚硅酸铝铁的合成工艺包括聚合铝铁的制备、聚合硅酸的制备以及聚硅酸铝铁的制备；该合成工艺的合成时间长，制成的聚硅酸铝铁不易保存，通常在常温下，敞口保存只能保持七天左右不凝结，密闭保存也只能保持半个月左右不凝结，更主要的是，该合成工艺中所用的原料包括硅酸钠、硫酸铝、硫酸铁、氨水和硫酸，这些原料成本高，而目前在废水处理和电厂的硬水软化应用方面，聚硅酸铝铁的用量就达几百万吨之多，所以致使废水处理成本过高。
发明内容
本发明为了能够降低聚硅酸铝铁的生产成本，缩短聚硅酸铝铁的合成工艺的合成时间，提供了一种聚硅酸铝铁的特殊合成工艺。
本发明所述技术内容是通过以下方式实现的：一种聚硅酸铝铁的特殊合成工艺，包括聚合铝铁的制备、聚合硅酸的制备以及聚硅酸铝铁的制备；(1)原料选取：所用原料及其重量百分比为：Fe2O3含量为40％-50％的炼铁废渣20％-40％，Fe2O3含量为4％-10％、Al2O3含量为20％-30％、SiO2含量为40％-60％的粉煤灰60％-80％；(2)粉煤灰的焙烧：将粉煤灰置于高温炉中，在800℃-850℃的条件下，焙烧4-12小时；(3)焙烧后的粉煤灰的处理：将焙烧后的粉煤灰置于占未经焙烧的粉煤灰总重量的350％-400％的、由浓度为15％的HCl和浓度为25％的H2SO4组成的、配置比例各为50％的混合酸中，在80℃-90℃的条件下，浸渍1.5-2小时，然后过滤，取滤液备用，并对滤液用常规方法分析计算其中的Al3+和Fe2+的含量，再将滤渣在100℃-200℃的条件下烘干备用；(4)滤渣处理：将烘干后的滤渣用占烘干后的滤渣总重量的1000％-1500％的、浓度为20％的NaOH溶液，在155℃-165℃，压力为0.5-0.6MPa的条件下溶解，然后过滤，取滤液备用，并对滤液用常规方法分析计算其中的SiO3 2-浓度；(5)炼铁废渣的酸浸液的制备：将炼铁废渣置于占炼铁废渣总重的200％-250％的、浓度为25％的H2SO4溶液中，在80℃-90℃的条件下，浸渍1.5-2小时，然后过滤，取滤液备用，并对滤液用常规方法分析计算其中的Fe2+的含量；(6)聚合铝铁的制备：将步骤(5)制取的滤液逐渐加入步骤(3)制取的滤液中，使所形成的混合液中的Al3+和Fe2+的摩尔比为1∶1，再用固体Na2CO3在搅拌的条件下，将混合液的PH值调节至3-4，然后继续搅拌2-2.5小时，再将混合液静置2-4小时，即得到聚合铝铁溶液；(7)聚合硅酸的制备：将步骤(4)制取的滤液用去离子水稀释，使SiO3 2-浓度为8％--10％，再用25％的H2SO4将稀释后的滤液的PH值调节至2-3.5，在20℃的条件下静置2-4小时，即得到聚合硅酸溶液；(8)聚硅酸铝铁的制备：将步骤(6)制取的聚合铝铁溶液加入步骤(7)制取的聚合硅酸溶液中，形成混合液，再用固体Na2CO3在搅拌的条件下，将混合液的PH值调节至3.5-4，在20℃的条件下静置2-3小时，即得到聚硅酸铝铁成品，然后将成品密闭包装。
为了确保聚合硅酸的制备过程不发生凝胶现象，在步骤(7)中，可在搅拌的条件下，把稀释后的滤液往25％的H2SO4溶液中加，稀释后的滤液同25％的H2SO4溶液的重量比为1∶1。因为PH过高，就会诱发凝胶现象，所以如使反应始终在酸性条件下进行，就会避免凝胶现象的发生。
本发明由于选取了炼铁废渣和粉煤灰作为原料，所以使采用的合成工艺具有了常规合成工艺所不具有的特殊性，所以同现有技术相比，虽然工艺过程增加了几个步骤，但成品的合成时间却被大大地缩短了，同时为炼铁废渣和粉煤灰的回收利用提供了新的途径，提高了物质资源的综合利用率，更主要的是，降低了聚硅酸铝铁的生产成本和废水处理成本，延长了成品的保存时间，因此具有很强的技术效应和社会效应。
具体实施方式
实施例1：一种聚硅酸铝铁的特殊合成工艺，包括聚合铝铁的制备、聚合硅酸的制备以及聚硅酸铝铁的制备；(1)原料选取：所用原料及其重量百分比为：Fe2O3含量为40％的炼铁废渣20％，Fe2O3含量为4％、Al2O3含量为20％、SiO2含量为40％的粉煤灰80％；(2)粉煤灰的焙烧：将粉煤灰置于高温炉中，在800℃的条件下，焙烧4小时；(3)焙烧后的粉煤灰的处理：将焙烧后的粉煤灰置于占未经焙烧的粉煤灰总重量的350％的、由浓度为15％的HCl和浓度为25％的H2SO4组成的、配置比例各为50％的混合酸中，在80℃的条件下，浸渍1.5小时，然后过滤，取滤液备用，并对滤液用常规方法分析计算其中的Al3+和Fe2+的含量，再将滤渣在100℃的条件下烘干备用；(4)滤渣处理：将烘干后的滤渣用占烘干后的滤渣总重量的1000％的、浓度为20％的NaOH溶液，在155℃，压力为0.5MPa的条件下溶解，然后过滤，取滤液备用，并对滤液用常规方法分析计算其中的SiO3 2-浓度；(5)炼铁废渣的酸浸液的制备：将炼铁废渣置于占炼铁废渣总重的200％的、浓度为25％的H2SO4溶液中，在80℃的条件下，浸渍1.5小时，然后过滤，取滤液备用，并对滤液用常规方法分析计算其中的Fe2+的含量；(6)聚合铝铁的制备：将步骤(5)制取的滤液逐渐加入步骤(3)制取的滤液中，使所形成的混合液中的Al3+和Fe2+的摩尔比为1∶1，再用固体Na2CO3在搅拌的条件下，将混合液的PH值调节至3，然后继续搅拌2小时，再将混合液静置2小时，即得到聚合铝铁溶液；(7)聚合硅酸的制备：将步骤(4)制取的滤液用去离子水稀释，使SiO3 2-浓度为8％，再用25％的H2SO4将稀释后的滤液的PH值调节至2，在20℃的条件下静置2小时，即得到聚合硅酸溶液；(8)聚硅酸铝铁的制备：将步骤(6)制取的聚合铝铁溶液加入步骤(7)制取的聚合硅酸溶液中，形成混合液，再用固体Na2CO3在搅拌的条件下，将混合液的PH值调节至3.5，在20℃的条件下静置2小时，即得到聚硅酸铝铁成品，然后将成品密闭包装。
实施例2：一种聚硅酸铝铁的特殊合成工艺，包括聚合铝铁的制备、聚合硅酸的制备以及聚硅酸铝铁的制备；(1)原料选取：所用原料及其重量百分比为：Fe2O3含量为50％的炼铁废渣40％，Fe2O3含量为10％、Al2O3含量为30％、SiO2含量为60％的粉煤灰60％；(2)粉煤灰的焙烧：将粉煤灰置于高温炉中，在850℃的条件下，焙烧12小时；(3)焙烧后的粉煤灰的处理：将焙烧后的粉煤灰置于占未经焙烧的粉煤灰总重量的400％的、由浓度为15％的HCl和浓度为25％的H2SO4组成的、配置比例各为50％的混合酸中，在90℃的条件下，浸渍2小时，然后过滤，取滤液备用，并对滤液用常规方法分析计算其中的Al3+和Fe2+的含量，再将滤渣在200℃的条件下烘干备用；(4)滤渣处理：将烘干后的滤渣用占烘干后的滤渣总重量的1500％的、浓度为20％的NaOH溶液，在165℃，压力为0.6MPa的条件下溶解，然后过滤，取滤液备用，并对滤液用常规方法分析计算其中的SiO3 2-浓度；(5)炼铁废渣的酸浸液的制备：将炼铁废渣置于占炼铁废渣总重的250％的、浓度为25％的H2SO4溶液中，在90℃的条件下，浸渍2小时，然后过滤，取滤液备用，并对滤液用常规方法分析计算其中的Fe2+的含量；(6)聚合铝铁的制备：将步骤(5)制取的滤液逐渐加入步骤(3)制取的滤液中，使所形成的混合液中的Al3+和Fe2+的摩尔比为1∶1，再用固体Na2CO3在搅拌的条件下，将混合液的PH值调节至4，然后继续搅拌2.5小时，再将混合液静置4小时，即得到聚合铝铁溶液；(7)聚合硅酸的制备：将步骤(4)制取的滤液用去离子水稀释，使SiO3 2-浓度为10％，再用25％的H2SO4将稀释后的滤液的PH值调节至3.5，在20℃的条件下静置4小时，即得到聚合硅酸溶液；(8)聚硅酸铝铁的制备：将步骤(6)制取的聚合铝铁溶液加入步骤(7)制取的聚合硅酸溶液中，形成混合液，再用固体Na2CO3在搅拌的条件下，将混合液的PH值调节至4，在20℃的条件下静置3小时，即得到聚硅酸铝铁成品，然后将成品密闭包装。
实施例3：一种聚硅酸铝铁的特殊合成工艺，包括聚合铝铁的制备、聚合硅酸的制备以及聚硅酸铝铁的制备；(1)原料选取：所用原料及其重量百分比为：Fe2O3含量为45％的炼铁废渣30％，Fe2O3含量为7％、Al2O3含量为25％、SiO2含量为50％的粉煤灰70％；(2)粉煤灰的焙烧：将粉煤灰置于高温炉中，在825℃的条件下，焙烧8小时；(3)焙烧后的粉煤灰的处理：将焙烧后的粉煤灰置于占未经焙烧的粉煤灰总重量的355％的、由浓度为15％的HCl和浓度为25％的H2SO4组成的、配置比例各为50％的混合酸中，在85℃的条件下，浸渍1.5小时，然后过滤，取滤液备用，并对滤液用常规方法分析计算其中的Al3+和Fe2+的含量，再将滤渣在150℃的条件下烘干备用；(4)滤渣处理：将烘干后的滤渣用占烘干后的滤渣总重量的1250％的、浓度为20％的NaOH溶液，在160℃，压力为0.55MPa的条件下溶解，然后过滤，取滤液备用，并对滤液用常规方法分析计算其中的SiO3 2-浓度；(5)炼铁废渣的酸浸液的制备：将炼铁废渣置于占炼铁废渣总重的225％的、浓度为25％的H2SO4溶液中，在85℃的条件下，浸渍1.7小时，然后过滤，取滤液备用，并对滤液用常规方法分析计算其中的Fe2+的含量；(6)聚合铝铁的制备：将步骤(5)制取的滤液逐渐加入步骤(3)制取的滤液中，使所形成的混合液中的Al3+和Fe2+的摩尔比为1∶1，再用固体Na2CO3在搅拌的条件下，将混合液的PH值调节至3.5，然后继续搅拌2.25小时，再将混合液静置3小时，即得到聚合铝铁溶液；(7)聚合硅酸的制备：将步骤(4)制取的滤液用去离子水稀释，使SiO3 2-浓度为9％，再用25％的H2SO4将稀释后的滤液的PH值调节至3，在20℃的条件下静置3小时，即得到聚合硅酸溶液；(8)聚硅酸铝铁的制备：将步骤(6)制取的聚合铝铁溶液加入步骤(7)制取的聚合硅酸溶液中，形成混合液，再用固体Na2CO3在搅拌的条件下，将混合液的PH值调节至3.5，在20℃的条件下静置2.5小时，即得到聚硅酸铝铁成品，然后将成品密闭包装。
实施例4：一种聚硅酸铝铁的特殊合成工艺，除在步骤(7)中，在搅拌的条件下，把稀释后的滤液往定量的25％的H2SO4溶液中加外(稀释后的滤液同25％的H2SO4溶液的重量比为1∶1)，其余同实施例1。
实施例5：一种聚硅酸铝铁的特殊合成工艺，除在步骤(7)中，在搅拌的条件下，将稀释后的滤液往定量的25％的H2SO4溶液中加外(稀释后的滤液同25％的H2SO4溶液的重量比为1∶1)，其余同实施例2。
实施例6：一种聚硅酸铝铁的特殊合成工艺，除在步骤(7)中，在搅拌的条件下，将稀释后的滤液往定量的25％的H2SO4溶液中加外(稀释后的滤液同25％的H2SO4溶液的重量比为1∶1)，其余同实施例3。

Claims (2)

1、一种聚硅酸铝铁的特殊合成工艺，包括聚合铝铁的制备、聚合硅酸的制备以及聚硅酸铝铁的制备；其特征在于：(1)原料选取：所用原料及其重量百分比为：Fe2O3含量为40％-50％的炼铁废渣20％--40％，Fe2O3含量为4％--10％、Al2O3含量为20％--30％、SiO2含量为40％--60％的粉煤灰60％--80％；(2)粉煤灰的焙烧：将粉煤灰置于高温炉中，在800℃-850℃的条件下，焙烧4-12小时；(3)焙烧后的粉煤灰的处理：将焙烧后的粉煤灰置于占未经焙烧的粉煤灰总重量的350％--400％的、由浓度为15％的HCl和浓度为25％的H2SO4组成的、配置比例各为50％的混合酸中，在80℃-90℃的条件下，浸渍1.5-2小时，然后过滤，取滤液备用，并对滤液用常规方法分析计算其中的Al3+和Fe2+的含量，再将滤渣在100℃-200℃的条件下烘干备用；(4)滤渣处理：将烘干后的滤渣用占烘干后的滤渣总重量的1000％--1500％的、浓度为20％的NaOH溶液，在155℃-165℃，压力为0.5-0.6MPa的条件下溶解，然后过滤，取滤液备用，并对滤液用常规方法分析计算其中的SiO3 2-浓度；(5)炼铁废渣的酸浸液的制备：将炼铁废渣置于占炼铁废渣总重的200％--250％的、浓度为25％的H2SO4溶液中，在80℃-90℃的条件下，浸渍1.5-2小时，然后过滤，取滤液备用，并对滤液用常规方法分析计算其中的Fe2+的含量；(6)聚合铝铁的制备：将步骤(5)制取的滤液逐渐加入步骤(3)制取的滤液中，使所形成的混合液中的Al3+和Fe2+的摩尔比为1∶1，再用固体Na2CO3在搅拌的条件下，将混合液的PH值调节至3-4，然后继续搅拌2-2.5小时，再将混合液静置2-4小时，即得到聚合铝铁溶液；(7)聚合硅酸的制备：将步骤(4)制取的滤液用去离子水稀释，使SiO3 2-浓度为8％--10％，再用25％的H2SO4将稀释后的滤液的PH值调节至2-3.5，在20℃的条件下静置2-4小时，即得到聚合硅酸溶液；(8)聚硅酸铝铁的制备：将步骤(6)制取的聚合铝铁溶液加入步骤(7)制取的聚合硅酸溶液中，形成混合液，再用固体Na2CO3在搅拌的条件下，将混合液的PH值调节至3.5-4，在20℃的条件下静置2-3小时，即得到聚硅酸铝铁成品，然后将成品密闭包装。
2、如权利要求1所述一种聚硅酸铝铁的特殊合成工艺，其特征在于：在步骤(7)中，在搅拌的条件下，把稀释后的滤液往25％的H2SO4溶液中加，稀释后的滤液同25％的H2SO4溶液的重量比为1∶1。
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