专利名称：利用工业废渣生产水处理剂聚合氯化铝铁的方法
技术领域：
本发明属于一种水处理剂的生产方法，具体涉及一种利用工业废渣生产 水处理剂聚合氯化铝铁的方法。
背景技术：
合氯化铝铁(PAFC )是在聚合氯化铝(PAC )的基础上发展起来的一种新型 无机混凝剂，它具有聚合铝盐基度高、对原水适应性强、聚合铁分子量大、 沉降速度快等优点。但是，目前聚合氯化铝铁产品生产的现有技术中往往需 要大量的铝酸4丐粉作为原料，而铝酸4丐粉价格昂贵，因而其产品的成本较高。 其中，与本发明较接近的利用工业废渣生产聚合氯化铝铁净水剂的方法中， 所用的原料品种单一，来源有限，其产品中铝和铁的含量比(Al/ Fe)可调 节范围小， 一般为9 10:1左右，没有充分突出铁盐的优点，使其产品的性 能未能充分发挥。因此，深入利用工业废渣生产水处理剂聚合氯化铝铁的方 法研究是本领域技术人员的重要研究课题。 参考文献
CN1463929A 2002.6.6 C02F1/52复合混凝剂聚合氯化铝铁生产方法 CN101172684A 2007.10.9 C02F1/52利用粉煤灰工业化生产聚合氯化铝 铁净水剂的方法。
发明内容
本发明的目的在于克服背景技术的缺点，提供一种利用工业废渣生产水 处理剂聚合氯化铝铁的方法，该方法能够克服现有技术原料价格昂贵，成本 较高，或原料品种单一，来源有限，产品中铝和铁的含量比可调节范围小的
不足；本发明原料广泛，工艺简单，生产成本较低；并且产品质量稳定，可 以自由调节产品中铝、铁的比例，适用范围广，净水效果好。
完成上述发明任务的方案是 一种利用工业废渣生产水处理剂聚合氯化 铝铁的方法，其特征在于，步骤如下，
(1) .将铝矾土、高岭土和煤研石的混合物经700。C 900。C高温煅烧2 4 小时；
(2) .粉碎、过筛(80目~120目)；
(3) .分离出的筛下物以10-25重量4分计，加入到反应釜；同时，加入 15 25重量份的混合废酸液；
(4) .在搅拌作用下，加热至10(TC 150。C，充分反应2 5小时；
(5) .然后，将10~25重量份的硫铁矿渣、粉煤灰和铝灰的混合物加入到 反应釜中，同时注入20~35重量份的混合废酸液和1~5重量份的氧化剂次氯 酸钠；
(6) .加热至80。C 130。C，氧化反应2 4小时；
(7) .接着加入3~10重量份的碱度调节剂氧化钙的饱和溶液，并在反应 釜内充分搅拌，加热至70。C 100。C,进一步聚合反应1~3小时；(pH值是多少？)
(8) .蒸发，过滤，得到pH值为3.0-5.5的水处理剂聚合氯化铝铁。 以上方案中，所述的铝矾土、高岭土和煤石于之间的重量比为铝矾土占总量的35%~55%,高呤土占总量的25% 45%,煤石亍石占总量的15%~35%。
本申请推荐以下比例所述的铝矾土、高岭土和煤矸石之间的质量比为 铝矾土占总量的40°/0~45%，高岭土占总量的35% 40°/0,煤幵石占总量的 20% 25%。所述的铝矾土、高岭土和煤研石之间的最佳质量比为铝矾土占 总量的45%,高岭土占总量的35%,煤幵石占总量的20%。
所述的混合废酸液为浓度为10% 20%的盐酸废液和辟u酸废液的混合 物。本申请推荐以下比例所述的混合废酸液为浓度为10°/。~15%的盐酸废 液和15% 20%的硫酸废液的混合物。所述的混合废酸液的最佳质量比为 浓度为10%的盐酸废液和20%的硫酸废液的混合物。
所述的硫铁矿渣、粉煤灰和铝灰的混合物。其中，硫铁矿渣占总重量的 35%~55%,粉煤灰占总重量的25% 45%,铝灰占总重量的15%~35%。本申 请推荐以下比例所述的好u铁矿渣、粉煤灰和铝灰的混合物。其中，硫铁矿 渣占总重量的40%~45%,粉煤灰占总重量的30% 35%，铝灰占总重量的 20%~25%。所述的硫铁矿渣、粉煤灰和铝灰的最佳质量比的混合物。其中， 硫铁矿渣占总重量的40%,粉煤灰占总重量的35%，铝灰占总重量的25%。
所述的合格的聚合氯化铝铁料液为密度1.5~2.5g/cm3,盐基度大于 40%,氧化铝质量分数为10%~30%,氧化4失质量分数为1.0%~10%,水不溶 物的质量分数为0.5%以下。
本发明与背景技术相比有如下优点
(1) 原料广泛，工艺简单，生产成本较低；
(2) 产品质量稳定，可以自由调节产品中铝、铁的比例，适用范围广， 净水效果好。
具体实施例方式
下面结合实例对本发明作进一步的论述，但实施例不应视作对本发明权 利的限定。
实施例1
首先，将铝矾土、高岭土和煤石f石的混合物经700。C 900。C高温煅烧2 4 小时、粉碎、过筛(80目~120目)。然后，将100kg分离出的筛下物加入到 反应釜，同时，加入150kg的混合废酸液在搅拌作用下加热至100。C 15(TC, 充分反应2 5小时。然后，将250kg的硫铁矿渣、粉煤灰和铝灰的混合物加 入到反应釜中，同时注入350kg的混合废酸液和50kg的氧化剂次氯酸钠， 加热至80。C 130。C,氧化反应2 4小时，接着加入100kg的碱度调节剂氧 化钓的饱和溶液，并在反应釜内充分搅拌，加热至70。C 100。C,进一步聚合 反应1 3小时，蒸发，过滤，得到pH值为5.0的水处理剂聚合氯化铝铁。
其中，所述的铝矾土、高岭土和煤矸石之间的质量比为铝矾土占总量 的40% 45%，高呤土占总量的35%~40%，煤野石占总量的20%~25%。
实施例2
首先，将铝矾土、高岭土和煤石f石的混合物经700°C~900°C高温煅烧2~4 小时、粉碎、过筛(80目 120目)。然后，将120kg分离出的筛下物加入到 反应釜，同时，加入170kg的混合废酸液在搅拌作用下加热至100。C 150。C， 充分反应2 5小时。然后，将240kg的疏铁矿渣、粉煤灰和铝灰的混合物加 入到反应釜中，同时注入340kg的混合废酸液和40kg的氧化剂次氯酸钠， 加热至80。C 130。C，氧化反应2 4小时，接着加入90kg的碱度调节剂氧化 钓的饱和溶液，并在反应釜内充分搅拌，加热至70。C 100。C，进一步聚合反应1~3小时，蒸发，过滤，得到pH值为34.5的水处理剂聚合氯化铝铁。 实施例3
首先，将铝矾土、高岭土和煤石f石的混合物经700。C 90(TC高温煅烧2~4 小时、粉碎、过筛(80目~120目)。然后，将140kg分离出的筛下物加入到 反应釜，同时，加入190kg的混合废酸液在搅拌作用下加热至100。C 150。C， 充分反应2 5小时。然后，将230kg的硫铁矿渣、粉煤灰和铝灰的混合物加 入到反应釜中，同时注入330kg的混合废酸液和30kg的氧化剂次氯酸钠， 加热至80。C 130。C,氧化反应2 4小时，接着加入80kg的碱度调节剂氧化 钩的饱和溶液，并在反应釜内充分搅拌，加热至70。C 100。C，进一步聚合反 应1~3小时，蒸发，过滤，得到pH值为4.0的水处理剂聚合氯化铝铁。
实施例4
首先，将铝矾土、高岭土和煤幵石的混合物经700°C~900°C高温煅烧2~4 小时、粉碎、过筛(80目~120目)。然后，将150kg分离出的筛下物加入到 反应釜，同时，加入200kg的混合废酸液在搅拌作用下加热至100。C 15(TC， 充分反应2 5小时。然后，将220kg的石克铁矿渣、粉煤灰和铝灰的混合物加 入到反应釜中，同时注入320kg的混合废酸液和30kg的氧化剂次氯酸钠， 加热至80。C 130。C，氧化反应2~4小时，接着加入80kg的碱度调节剂氧化 4丐的饱和溶液，并在反应釜内充分搅拌，加热至70。C 10(TC,进一步聚合反 应1 3小时，蒸发，过滤，得到pH值为4.0的水处理剂聚合氯化铝铁。
实施例5
首先，将铝矾土、高岭土和煤研石的混合物经700。C 900。C高温煅烧2~4 小时、粉碎、过筛(80目~120目)。然后，将160kg分离出的筛下物加入到反应釜，同时，加入210kg的混合废酸液在搅拌作用下加热至100。C 150。C， 充分反应2 5小时。然后，将210kg的硫铁矿渣、粉煤灰和铝灰的混合物加 入到反应釜中，同时注入31 Okg的混合废酸液和30kg的氧化剂次氯酸钠， 加热至80。C 130。C ，氧化反应2~4小时，接着加入80kg的碱度调节剂氧化 4丐的饱和溶液，并在反应釜内充分搅拌，加热至70。C 100。C,进一步聚合反 应1~3小时，蒸发，过滤，得到pH值为4.0的水处理剂聚合氯化铝铁。 实施例6
首先，将铝矾土、高岭土和煤石f石的混合物经700°C~900°C高温煅烧2~4 小时、粉碎、过筛(80目~120目)。然后，将180kg分离出的筛下物加入到 反应釜，同时，加入220kg的混合废酸液在搅拌作用下加热至100。C 150。C, 充分反应2 5小时。然后，将200kg的硫铁矿渣、粉煤灰和铝灰的混合物加 入到反应釜中，同时注入290kg的混合废酸液和40kg的氧化剂次氯酸钠， 加热至80。C 130。C ，氧化反应2 4小时，接着加入70kg的碱度调节剂氧化 4丐的饱和溶液，并在反应釜内充分搅拌，加热至70。C 100。C，进一步聚合反 应1 3小时，蒸发，过滤，得到pH值为3.5的水处理剂聚合氯化铝铁。
实施例7
首先，将铝矾土、高岭土和煤研石的混合物经700°C~900°C高温煅烧2~4 小时、粉碎、过筛(80目 120目)。然后，将200kg分离出的筛下物加入到 反应釜，同时，加入230kg的混合废酸液在搅拌作用下加热至100。C 150。C ， 充分反应2 5小时。然后，将180kg的硫铁矿渣、粉煤灰和铝灰的混合物加 入到反应釜中，同时注入300kg的混合废酸液和30kg的氧化剂次氯酸钠， 加热至80。C 130。C,氧化反应2 4小时，接着加入60kg的碱度调节剂氧化钩的饱和溶液，并在反应釜内充分搅拌，加热至70。C 100。C，进一步聚合反 应1~3小时，蒸发，过滤，得到pH值为3.5的水处理剂聚合氯化铝铁。 实施例8
首先，将铝矾土、高岭土和煤幵石的混合物经700。C 900。C高温煅烧2 4 小时、粉碎、过筛(80目~120目)。然后，将220kg分离出的筛下物加入到 反应釜，同时，加入200kg的混合废酸液在搅拌作用下加热至100。C 150。C, 充分反应2 5小时。然后，将230kg的硫铁矿渣、4分煤灰和铝灰的混合物加 入到反应釜中，同时注入200kg的混合废酸液和50kg的氧化剂次氯酸钠， 加热至80。C 130。C，氧化反应2~4小时，接着加入100kg的碱度调节剂氧 化4丐的饱和溶液，并在反应釜内充分搅拌，加热至70。C 100。C,进一步聚合 反应1~3小时，蒸发，过滤，得到pH值为5.5的水处理剂聚合氯化铝铁。
实施例9
首先，将铝矾土、高岭土和煤幵石的混合物经700。C 900。C高温煅烧2~4 小时、粉碎、过筛(80目~120目)。然后，将240kg分离出的筛下物加入到 反应釜，同时，加入230kg的混合废酸液在搅拌作用下加热至100。C 150。C, 充分反应2 5小时。然后，将130kg的硫铁矿渣、粉煤灰和铝灰的混合物加 入到反应釜中，同时注入340kg的混合废酸液和10kg的氧化剂次氯酸钠， 加热至80。C 130。C,氧化反应2 4小时，接着加入50kg的碱度调节剂氧化 钩的饱和溶液，并在反应釜内充分搅拌，加热至70。C 10(TC,进一步聚合反 应1~3小时，蒸发，过滤，得到pH值为3.5的水处理剂聚合氯化铝铁。
实施例10
首先，将铝矾土、高岭土和煤石f石的混合物经700。C 900。C高温煅烧2~4小时、粉碎、过筛(80目 120目)。然后，将250kg分离出的筛下物加入到 反应釜，同时，加入250kg的混合废酸液在搅拌作用下加热至100。C 150。C, 充分反应2 5小时。然后，将100kg的硫铁矿渣、粉煤灰和铝灰的混合物加 入到反应釜中，同时注入350kg的混合废酸液和20kg的氧化剂次氯酸钠， 加热至80。C 130。C,氧化反应2 4小时，接着加入30kg的碱度调节剂氧化 4丐的饱和溶液，并在反应釜内充分搅拌，加热至70。C 100。C,进一步聚合反 应1 3小时，蒸发，过滤，得到pH值为3.0的水处理剂聚合氯化铝铁。
实施例11 ，与实施例8基本相同，但加入的磁度调节剂氧化4丐的饱和溶 液为30kg。所述的铝矾土、高岭土和煤幵之间的重量比为铝矾土占总量的 35%~40%,高岭土占总量的40%~45%,煤石亍石占总量的15%~20%。
实施例12，与实施例l基本相同，但所述的铝矾土、高岭土和煤研之间 的重量比为铝风土占总量的50% 55%,高岭土占总量的25%~30%,煤研 石占总量的15% 20%。
实施例13，与实施例l基本相同，但所述的铝矾土、高岭土和煤石f之间 的重量比为铝矾土占总量的40% 45%,高岭土占总量的25%~30%，煤石亍 石占总量的30%~35%。 性能测试实验
以实施例1~10中的产物为水处理剂，利用六联烧杯实验搅拌仪，进行 污水样的处理对比试验。取1000mL不同水样，调整转速为ZSOrnnin-1,待 转速稳定后，加入10~80mg/L的聚合氯化铝铁搅拌lmin,调整转速为45 rnnin"搅拌12min，然后静置沉降20min，用移液管在液面下3cm处取上清 液测定处理后指标。不同实施例的性能测试结果
实施例12345678910
浊度去除率(％)94.494.995.397.296.598.790.196.492.593.6
COD去除率(％)86.184.484.981.486.582.583.785.984.788.权利要求
1、一种利用工业废渣生产水处理剂聚合氯化铝铁的方法，其特征在于，步骤如下，(1). 将铝矾土、高岭土和煤矸石的混合物经700℃～900℃高温煅烧2～4小时；(2). 粉碎、过80目～120目筛；(3). 分离出的筛下物以10～25重量份计，加入到反应釜；同时，加入15～25重量份的混合废酸液；(4). 在搅拌作用下，加热至100℃～150℃，充分反应2～5小时；(5). 然后，将10～25重量份的硫铁矿渣、粉煤灰和铝灰的混合物加入到反应釜中，同时注入20～35重量份的混合废酸液和1～5重量份的氧化剂次氯酸钠；(6). 加热至80℃～130℃，氧化反应2～4小时；(7). 接着加入3～10重量份的碱度调节剂氧化钙的饱和溶液，并在反应釜内充分搅拌，加热至70℃～100℃，进一步聚合反应1～3小时；(8). 蒸发，过滤，得到pH值为3.0～5.5的水处理剂聚合氯化铝铁。
2、 根据权利要求1所述的利用工业废渣生产水处理剂聚合氯化铝铁的 方法，其特征在于，所述的铝矾土、高岭土和煤石f之间的重量比为铝矾土 占总量的35%~55%，高岭土占总量的25%~45%,煤幵石占总量的15% 35%。
3、 根据权利要求2所述的利用工业废渣生产水处理剂聚合氯化铝铁的 方法，其特征在于，所述的铝矾土、高岭土和煤幵之间的重量比为铝矾土占总量的40%~45%,高呤土占总量的35%~40%，煤幵石占总量的20%~25%。
4、 根据权利要求1所述的利用工业废渣生产水处理剂聚合氯化铝铁的 方法，其特征在于，所述的混合废酸液为浓度为10% 20%的盐酸废液和硫 酸废液的混合物。
5、 根据权利要求1所述的利用工业废渣生产水处理剂聚合氯化铝铁的 方法，其特征在于，所述的硫铁矿渣、粉煤灰和铝灰的混合物；其中，硫铁 矿渣占总重量的35%~55%，粉煤灰占总重量的25%~45%,铝灰占总重量的 15%~35%。
6、 根据权利要求1~5之一所述的利用工业废渣生产水处理剂聚合氯化 铝铁的方法，其特征在于，所述的合格的聚合氯化铝铁料液为密度 1.5 2.5g/cm3,盐基度大于40%,氧化铝质量分数为10% 30°/。，氧化铁质量 分数为1.0%~10%，水不溶物的质量分数为0.5%以下。
全文摘要
利用工业废渣生产水处理剂聚合氯化铝铁的方法(1)将铝矾土、高岭土和煤矸石混合物煅烧2～4小时；(2)粉碎、过筛；(3)筛下物以10～25重量份加入到反应釜；加入15～25重量份混合废酸液；(4)搅拌加热至100℃～150℃，2～5小时；(5)加入10～25重量份的硫铁矿渣、粉煤灰和铝灰的混合物，同时注入20～35重量份混合废酸液和1～5重量份次氯酸钠；(6)加热至80℃～130℃，2～4小时；(7)加入3～10重量份的氧化钙饱和溶液，搅拌，加热至70℃～100℃，聚合1～3小时；(8)蒸发，过滤，得到pH值为3.0～5.5的水处理剂聚合氯化铝铁。本发明原料广泛，工艺简单，成本较低。
文档编号C02F1/52GK101445286SQ200810243229
公开日2009年6月3日 申请日期2008年12月26日 优先权日2008年12月26日
发明者俞琛捷, 莫祥银, 许仲梓, 陆春华 申请人:南京师范大学