专利名称：采用粉煤灰与硫铁矿渣生产高效凝絮剂的制备方法
技术领域：
本发明涉及一种针对废水色度和浊度去除的复合凝絮剂，特别涉及一种采用粉煤灰与硫铁矿渣生产高效凝絮剂的制备方法。
背景技术：
粉煤灰是燃煤火力发电厂排出的固体废弃物，全国年排放总量已超过I亿吨，而其中得到利用的还不到50%，且主要用于建筑行业。从粉煤灰的化学组成和多孔颗粒形状上看，它本身是一种较好的水处理材料，因此有必要对粉煤灰的这方面性能进行开发和利用。硫铁矿烧渣是以硫铁矿为原料制造硫酸的生产过程中排出的废渣，又称烧渣。一般每生产I吨的硫酸大约排放0.8吨的烧渣。目前，全国年排放总量已超过1000万吨，而其综合利用率仅有约20%，它不仅占用大量土地，而且由于风吹雨淋，还造成了大气和水质的严 重污染。烧渣中含铁量(质量分数)约为35%-60%，因此研究烧渣中铁的有效利用，消除烧渣对环境的污染,有着重要的实际意义。现有的专利中，利用粉煤灰处理污水的技术亦有报道，如中国专利申请号是200610086289. 9，报道了将粉煤灰溶解在酸中进行改性，并将改性后的粉煤灰以一定的浓度投入城镇生活污水中，最后再将磁石粉投入到城镇生活污水中，达到水处理的目的，但是粉煤灰本身的酸溶性不高，导致其利用率不高，并且还需要检测粉煤灰在城镇污水中的浓度，在浓度达到一定值时，才添加磁石粉，延长整个处理时间；中国专利申请号是200610054143. 6，采用粉煤灰与硫酸亚铁和工业纯碱混合制备絮凝剂，再将其溶解在酸中，首先采用硫酸亚铁提高了原料制备成本，并且三种原料混合过程需要800-90(TC的高温条件，制备过程冗长，一般厂商受条件制约难以实现；中国专利申请号是200710189920. 2，报道了在粉煤灰中添加高岭土制备凝絮剂，仍然需要50-120°C的温度条件，并且制备的粗产品后处理过程繁复，最大需要调节PH从10-3，明显降低了凝絮剂的去污能力。除上述专利报道的粉煤灰凝絮剂之外，还有其他的专利文献也进行了报道，如采用微光波技术等，均为成本较高的方法。总体来说，一种是原料简单的方法，一般需要溶解在酸中进行改性，即需要游离出粉煤灰中的三价铁，而粉煤灰酸溶性不高，导致其产品作用效果一般，若再添加了相应助剂之后，又需要成本高、高温、后处理复杂等附加条件；另一种是采用各种仪器的方法，这种方法成本较高，还需要添加矿物质成分，这个过程相对复杂。总结上述现有工业事实和专利文献报道情况，若想更好的使用粉煤灰作为凝絮齐U，需要使其提高酸溶性，即游离出更多的三价铁和三价铝，才能更好的提高其利用率。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供一种采用粉煤灰与硫铁矿渣生产高效絮凝剂的制备方法，通过加入固体助溶剂和严格控制反应条件，使原料粉煤灰中的Fe3+最大程度的解离，絮凝效果良好，工作条件温和，容易达到，废水色度去除率佳。本发明是通过以下的技术方案实现的
一种采用粉煤灰与硫铁矿渣生产高效絮凝剂的制备方法，是通过以下的步骤实现的(I)称取质量比是粉煤灰硫铁矿渣=(4-6) I的原料充分混合制成混合原料；(2)将固体助溶剂溶解在浓度为15-20%的浓盐酸中后，滴加入上述混合原料；(3)滴加完毕后控制温度在25-35°C之间，搅拌2-2. 5h，直至废渣无法再溶解，所得混合物经过滤后取其滤液，即为产物。所述步骤(I)中的粉煤灰中单质铝(Al)的质量分数10% 22%，单质铁(Fe)的质量分数2% 18%。
所述步骤(I)中的硫铁矿渣铁的单质铁(Fe)的质量分数为35% 60%。所述步骤⑵中的固体助剂是氯化钠，配制的氯化钠盐酸溶液的浓度是0.22-0. 26mol/L。所述步骤(2)中氯化钠盐酸溶液与所述混合原料的配比方法是混合原料为IOOg时氯化钠盐酸溶液为250ml-300ml。所述步骤(2)中的缓慢滴加是因为盐酸是强酸，这样可以避免酸溅到皮肤，使人受伤。所述产物的工作pH为6. 5。粉煤灰中的铝、硅以复杂的复盐富铝玻璃体红柱石形式存在，酸溶性较差，需加入固体助溶剂NaCl打开Si-Al键。粉煤灰中的铁以Fe2O3形式存在，能溶于酸但含量太低，力口人硫铁矿渣在于增加絮凝剂含铁量。本发明制备的无机复合絮凝剂的主要成分为FeCl3和AlCl3, 二者在高pH值下可水解成易溶于水的树脂状聚合氯化铝铁。该聚合物具有较强的架桥吸附功能，可使废水中的悬浮物生成沉淀而去除。另外，絮凝剂由大量粉煤灰制得，粉煤灰对废水中的有机物和色度有一定的物理吸附作用，在较高温度下用酸浸取后，其表面或微孔变得更粗糙，使得比表面积增大，活性增加，对有机物和色度的吸附能力进一步增强。絮凝剂具有物理吸附和化学絮凝双重作用，可有效去除废水中的各种污染物质。
具体实施例方式以下结合实施例，对本发明做进一步说明。实施例I分别称取粉煤灰80g、硫铁矿渣20g，投入IOOOml的反应烧杯中充分混合；在500ml锥形瓶中，将5g氯化钠固体溶解在400ml，浓度为15%的浓盐酸中，充分搅拌至氯化钠全部溶解，配制成氯化钠盐酸溶液，浓度约为0. 22mol/L ;将本溶液缓慢滴入粉煤灰和硫铁矿渣的混合原料中。滴加完毕后，将上述混合溶液放在搅拌器上，控制温度为25 °C，搅拌2h，直至废渣无法再溶解或基本不再溶解，所得混合物经过滤后取其滤液，即为产物絮凝剂。在pH = 6. 5的条件下，取上述絮凝剂对废水进行处理，测定其最佳投入量下的絮凝效果，其絮凝效果与聚合氯化铝(PAC)的絮凝效果相当。实施例2
分别称取粉煤灰83g、硫铁矿渣17g，投入IOOOml的反应烧杯中充分混合；在500ml锥形瓶中，将6g氯化钠固体溶解在420ml，浓度为18%的浓盐酸中，充分搅拌至氯化钠全部溶解，配制成氯化钠盐酸溶液，浓度约为0. 25mol/L ;将本溶液缓慢滴入粉煤灰和硫铁矿渣的混合原料中。滴加完毕后，将上述混合溶液放在搅拌器上，控制温度为30°C，搅拌2h，直至废渣无法再溶解或基本不再溶解，所得混合物经过滤后取其滤液，即为产物絮凝剂。在pH = 6. 5的条件下，取上述絮凝剂对废水进行处理，测定其最佳投入量下的絮凝效果，其絮凝效果与聚合氯化铝(PAC)的絮凝效果相当。实施例3
分别称取粉煤灰86g、硫铁矿渣14g，投入IOOOml的反应烧杯中充分混合；在500ml锥形瓶中，将6g氯化钠固体溶解在400ml，浓度为20 %的浓盐酸中，充分搅拌至氯化钠全部溶解，配制成氯化钠盐酸溶液，浓度约为0. 26mol/L ;将本溶液缓慢滴入粉煤灰和硫铁矿渣的混合原料中。滴加完毕后，将上述混合溶液放在搅拌器上，控制温度为28 °C，搅拌2. 5h，直至废渣无法再溶解或基本不再溶解，所得混合物经过滤后取其滤液，即为产物絮凝剂。在pH = 6. 5的条件下，取上述絮凝剂对废水进行处理，测定其最佳投入量下的絮凝效果，其絮凝效果与聚合氯化铝(PAC)的絮凝效果相当。本发明具有原料来源广泛、价格低廉、配制过程简单等优点，代替多种药剂使用的混凝剂的制备方法，从而解决污水处理问题。
权利要求
1.一种采用粉煤灰与硫铁矿渣生产高效絮凝剂的制备方法，其特征在于是通过以下的步骤实现的 (1)称取质量比是粉煤灰硫铁矿渣=(4-6) I的原料充分混合制成混合原料； (2)将固体助溶剂溶解在浓度为15-20%的浓盐酸中后，滴加入上述混合原料； (3)滴加完毕后控制温度在25-35°C之间，搅拌2-2.5h，直至废渣无法再溶解，所得混合物经过滤后取其滤液，即为产物。
2.如权利要求I所述的采用粉煤灰与硫铁矿渣生产高效絮凝剂的制备方法，其特征在于所述步骤(I)中的粉煤灰中单质铝(Al)的质量分数10% 22%，单质铁(Fe)的质量分数2% 18%。
3.如权利要求I所述的采用粉煤灰与硫铁矿渣生产高效絮凝剂的制备方法，其特征在于所述步骤(I)中的硫铁矿洛铁的单质铁(Fe)的质量分数为35% 60%。
4.如权利要求I所述的采用粉煤灰与硫铁矿渣生产高效絮凝剂的制备方法，其特征在于所述步骤(2)中的固体助剂是氯化钠，配制的氯化钠盐酸溶液的浓度是O. 22-0. 26mol/し
5.如权利要求I或权利要求4所述的采用粉煤灰与硫铁矿渣生产高效絮凝剂的制备方法，其特征在于所述步骤(2)中氯化钠盐酸溶液与所述混合原料的配比方法是混合原料为IOOg时氯化钠盐酸溶液为250ml-300ml。
6.如权利要求I所述的采用粉煤灰与硫铁矿渣生产高效絮凝剂的制备方法，其特征在于所述产物的工作pH为6. 5。
全文摘要
本发明公开了一种采用粉煤灰与硫铁矿渣生产高效絮凝剂的制备方法，其特征在于称取质量比是粉煤灰∶硫铁矿渣＝(4-6)∶1的原料充分混合，将配置好的一定浓度的固体助溶剂和浓盐酸滴加入混合原料，滴加完毕后控制温度在25-35℃之间，搅拌2-2.5h，直至废渣无法再溶解或不再溶解，所得混合物经过滤后，取其滤液，即为产物。本发明是一种可以更好的除去水中色度、浊度的复合絮凝剂，原料来源广泛，价格低廉，配置过程简单，严格控制反应条件并添加固体助溶剂，使原料粉煤灰中的Fe3+最大程度的解离，从而提高处理效果。
文档编号C02F1/52GK102689955SQ201110071928
公开日2012年9月26日 申请日期2011年3月24日 优先权日2011年3月24日
发明者刘婷婷, 夏志先 申请人:上海丰信环保科技有限公司