本发明涉及速凝剂领域，具体涉及一种含重金属的液体低碱速凝剂及其合成方法。
背景技术：
传统的含铬铝泥处置方式是填埋，铝泥中的铬是致癌物质，给环境造成严重污染，这种方法不仅占用了大量的土地，而且存在污染隐患、造成资源浪费和环境污染。目前很多科学家着手对铝泥中的铬、铝进行分离，净化分离铬技术进行研究，净化分离过程复杂、耗能大。
技术实现要素：
针对上述存在的问题，本发明提出了一种含重金属的液体低碱速凝剂及其合成方法，实现了含铬铝泥的再利用，防止了含铬铝泥对环境、对人体的污染与损害，本发明中利用氢氟酸与铝泥反应，合成铝盐速凝剂，所得速凝剂有效增加了速凝效果，使凝结时间变短，成本降低、周期缩短
为了实现上述的目的，本发明采用以下的技术方案：
一种含重金属的液体低碱速凝剂，由以下重量组份的原料制成：水200～350份、含铬铝泥50～100份、氢氟酸30～100份、乙二醇15～30份、三乙醇胺15～50份、水合硫酸铝300～450份。
优选的，含重金属的液体低碱速凝剂由以下重量组份的原料制成：水300份、含铬铝泥75份、氢氟酸65份、乙二醇20份、三乙醇胺35份、水合硫酸铝375份。
优选的，含重金属的液体低碱速凝剂的合成方法包括下述步骤：
(1)按配方比称取各原料；
(2)向四口烧瓶内加入水100份，并将水加热至40～45℃，再向四口烧瓶加入含铬铝泥，搅拌混合均匀后，再加入氢氟酸，升温至85～95℃反应2～3.5h，反应结束后向四口烧瓶中加入乙二醇，控制四口烧瓶内混合物温度为90～95℃，反应0.5～1h，得混合a物；
(3)向混合a物中加入剩余量的水和水合硫酸铝，升温至85～90℃，保温2～3h，反应结束加入三乙醇胺，均匀搅拌30min，降至室温出料，得速凝剂。
优选的，所述步骤(2)中向四口烧瓶加入氢氟酸后升温至90℃，反应3h。
优选的，所述步骤(2)中向四口烧瓶中加入乙二醇后，控制四口烧瓶内混合物温度为90℃。
优选的，所述步骤(3)中升温至92℃，保温2.5h。
由于采用上述的技术方案，本发明的有益效果是：
(1)本发明直接利用含铬的铝泥，在90℃左右的酸性条件下，氟离子与铝离子形成络合物，无需经任何处理直接用于液体低碱速凝剂的合成，避免了废物排放对环境的污染，解决了铝铬分离处理较复杂、不易处理、耗能大、成本高等问题，有效的将危险废物再利用。
(2)本发明是直接利用氟离子对速凝剂进行改性，利用氟离子较强的络合性，增加了产品的速凝效果，使凝结时间较短，成本低、周期短。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：
一种含重金属的液体低碱速凝剂，由以下重量组份的原料制成：水300份、含铬铝泥75份、氢氟酸65份、乙二醇20份、三乙醇胺35份、水合硫酸铝375份。
其中，含重金属的液体低碱速凝剂的合成方法包括下述步骤：
(1)按配方比称取各原料；
(2)向四口烧瓶内加入水100份，并将水加热至40℃，再向四口烧瓶加入含铬铝泥，搅拌混合均匀后，再加入氢氟酸，升温至90℃反应3h，反应结束后向四口烧瓶中加入乙二醇，控制四口烧瓶内混合物温度为90℃，反应0.7h，得混合a物；
(3)向混合a物中加入剩余量的水和水合硫酸铝，升温至90℃，保温3h，反应结束加入三乙醇胺，均匀搅拌30min，降至室温出料，得速凝剂。
实施例2：
一种含重金属的液体低碱速凝剂，由以下重量组份的原料制成：水220份、含铬铝泥90份、氢氟酸85份、乙二醇18份、三乙醇胺15份、水合硫酸铝300份。
其中，含重金属的液体低碱速凝剂的合成方法包括下述步骤：
(1)按配方比称取各原料；
(2)向四口烧瓶内加入水100份，并将水加热至42℃，再向四口烧瓶加入含铬铝泥，搅拌混合均匀后，再加入氢氟酸，升温至87℃反应2h，反应结束后向四口烧瓶中加入乙二醇，控制四口烧瓶内混合物温度为91℃，反应0.5h，得混合a物；
(3)向混合a物中加入剩余量水的和水合硫酸铝，升温至85℃，保温2h，反应结束加入三乙醇胺，均匀搅拌30min，降至室温出料，得速凝剂。
实施例3：
一种含重金属的液体低碱速凝剂，由以下重量组份的原料制成：水200份、含铬铝泥80份、氢氟酸100份、乙二醇30份、三乙醇胺50份、水合硫酸铝325份。
其中，含重金属的液体低碱速凝剂的合成方法包括下述步骤：
(1)按配方比称取各原料；
(2)向四口烧瓶内加入水100份，并将水加热至43℃，再向四口烧瓶加入含铬铝泥，搅拌混合均匀后，再加入氢氟酸，升温至92℃反应2.4h，反应结束后向四口烧瓶中加入乙二醇，控制四口烧瓶内混合物温度为97℃，反应1h，得混合a物；
(3)向混合a物中加入剩余量的水和水合硫酸铝，升温至89℃，保温2.4h，反应结束加入三乙醇胺，均匀搅拌30min，降至室温出料，得速凝剂。
实施例4：
一种含重金属的液体低碱速凝剂，由以下重量组份的原料制成：水250份、含铬铝泥50份、氢氟酸45份、乙二醇28份、三乙醇胺45份、水合硫酸铝425份。
其中，含重金属的液体低碱速凝剂的合成方法包括下述步骤：
(1)按配方比称取各原料；
(2)向四口烧瓶内加入水100份，并将水加热至44℃，再向四口烧瓶加入含铬铝泥，搅拌混合均匀后，再加入氢氟酸，升温至95℃反应2.6h，反应结束后向四口烧瓶中加入乙二醇，控制四口烧瓶内混合物温度为92℃，反应0.6h，得混合a物；
(3)向混合a物中加入剩余量的水和水合硫酸铝，升温至86℃，保温2.2h，反应结束加入三乙醇胺，均匀搅拌30min，降至室温出料，得速凝剂。
实施例5：
一种含重金属的液体低碱速凝剂，由以下重量组份的原料制成：水320份、含铬铝泥60份、氢氟酸30份、乙二醇15份、三乙醇胺55份、水合硫酸铝450份。
其中，含重金属的液体低碱速凝剂的合成方法包括下述步骤：
(1)按配方比称取各原料；
(2)向四口烧瓶内加入水100份，并将水加热至45℃，再向四口烧瓶加入含铬铝泥，搅拌混合均匀后，再加入氢氟酸，升温至85℃反应3.3h，反应结束后向四口烧瓶中加入乙二醇，控制四口烧瓶内混合物温度为94℃，反应0.8h，得混合a物；
(3)向混合a物中加入剩余量的水和水合硫酸铝，升温至88℃，保温2.6h，反应结束加入三乙醇胺，均匀搅拌30min，降至室温出料，得速凝剂。
实施例6：
一种含重金属的液体低碱速凝剂，由以下重量组份的原料制备：水350份、含铬铝泥100份、氢氟酸55份、乙二醇25份、三乙醇胺25份、水合硫酸铝350份。
其中，含重金属的液体低碱速凝剂的合成方法包括下述步骤：
(1)按配方比称取各原料；
(2)向四口烧瓶内加入水100份，并将水加热至41℃，再向四口烧瓶加入含铬铝泥，搅拌混合均匀后，再加入氢氟酸，升温至89℃反应3.5h，反应结束后向四口烧瓶中加入乙二醇，控制四口烧瓶内混合物温度为95℃，反应0.9h，得混合a物；
(3)向混合a物中加入剩余量的水和水合硫酸铝，升温至87℃，保温2.8h，反应结束加入三乙醇胺，均匀搅拌30min，降至室温出料，得速凝剂。
下表为本发明产品与常规速凝剂在掺量为水泥重量的4％—8％时性能对比：
从表中可以得出，本发明速凝剂产品以水溶液形式加到掺量为水泥重量的4％～8％的水泥拌合物中时，2min初凝，7min终凝，喷射混凝土28天强度保留值为85％，较常规速凝剂相比，凝结时间短，周期短。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。