专利名称：一种利用铝土矿尾矿制备聚硅酸铝铁水处理剂的方法
技术领域：
一种利用铝土矿尾矿制备聚硅酸铝铁水处理剂的方法，涉及一种铝土矿尾矿处理及聚硅酸铝铁水处理剂的制备方法，背景技术我国铝土矿绝大部分属于一水硬铝石(占98％以上)，该类矿石具有铝高，硅高，铝硅比较低，矿石结晶粒度细、相互嵌布复杂等特点。大多采用混联法、烧结法等工艺生产氧化铝，其流程长、能耗高、生产成本较高。因此铝土矿采用选矿脱硅来提高矿石的铝硅比，成为氧化铝工业发展的趋势，但伴随着产生了富含有高岭石、伊利石、叶腊石等含硅丰富的尾矿。如何合理利用尾矿成为一个十分紧迫的问题。
近年来，随着我国社会经济的快速发展，城市和工业用水需求量迅速持续增长。为了使工业污染源的排放必须达到标准，加大水环境染综合治理力度，需要大量高效净水剂。
目前，我国絮凝剂产品多为粗制品，品种单一，已不能满足我国城市和工业用水处理的需求，尤其对今后持续增长的城镇及工业用水，以及城镇污水与工业废水回用度处理的需求，缺口较大，具有巨大应用市场前景。
聚硅酸系列水处理剂是一类新型无机高分子混凝剂，是在活化硅酸(即聚硅酸)及铝盐混凝剂的基础上发展起来的聚硅酸与铝盐的复合产物，它同时具有电中性和吸附架桥作用。由于该类混凝剂具有混凝效果好、价格便宜、处理后水中残铝量低等特点，引起了水处理界的极大关注，成了国内外无机混凝剂研究的一个热点。
发明内容
本发明的目的是针对上述已有技术存在的不足，提供一种经济效益、环境效益和社会效益好的利用铝土矿尾矿制备聚硅酸铝铁水处理剂的方法。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的。
一种利用铝土矿尾矿制备聚硅酸铝铁水处理剂的方法，其特征在于是采用铝土矿尾矿为原料，经高温焙烧、酸浸、碱溶、聚合聚硅酸工艺过程，将酸溶过程中得到的铝盐溶液加入到聚硅酸中，制备聚硅酸铝铁水处理剂的。
本发明的一种利用铝土矿尾矿制备聚硅酸铝铁水处理剂的方法，其特征在于焙烧过程是在600℃-700℃温度下，将铝土矿尾矿焙烧2h-5h。
本发明的一种利用铝土矿尾矿制备聚硅酸铝铁水处理剂的方法，其特征在于其焙烧后料酸浸过程的草酸的浓度大于30g/L，浸出温度为70℃-85℃，浸出时间为2h-6h。
本发明的一种利用铝土矿尾矿制备聚硅酸铝铁水处理剂的方法，其特征在于其碱溶过程的氢氧化钠浓度为30g/L-50g/L，温度为150℃-200℃，溶出时间为2h-6h。
本发明的一种利用铝土矿尾矿制备聚硅酸铝铁水处理剂的方法，其特征在于其聚合过程为将碱溶过程产生的水玻璃稀释成3％-6％，控制pH为3-5，聚合时间为2h-4h，聚合温度为室温。
本发明的方法，尾矿在600℃-700℃下焙烧2h-5h进行浸出，测其Al203和SiO2的溶出率，试验结果表明如果温度太低或太高，铝硅难于浸出，只有在600℃-700℃下焙烧是的铝硅浸出率最大。经焙烧后的尾矿，铝以活性氧化铝形式存在，草酸浓度大于30g/L时浸铝的效果较好，浸出温度为70℃-85℃，浸出温度太高或太低，浸铝效果都不好。浸出时间为2h-6h。将酸浸后的混合物过滤，滤渣的主要成分是SiO2，这些SiO2的活性很大，易于氢氧化钠反应生成水玻璃，将滤渣和氢氧化钠(30g/L-50g/L)配成料浆后再浸出，浸出温度为150℃-200℃，溶出时间为2h-6h。将碱溶过程中产生的水玻璃稀释后，然后用硫酸酸化至pH值约为4，同时再次稀释，接着使硅酸溶液在室温下静置2～4h以进行聚合反应，实验结果表明，水玻璃浓度太高，在酸化过程中易成凝胶析出，对聚合不利；pH值太大，聚合温度太高.聚合反应进度太快.这时所形成的聚硅酸分子量小。影响到聚硅酸水处理试剂的水处理效果.最后确定聚合过程的适宜工艺条件为水玻璃浓度为3％-6％，pH值为3-5，聚合温度为室温。最后把酸溶过程中产生的铝盐溶液加入到聚硅酸中，加入量可依据所处理废水性质不同而发生变化。
本发明的方法，根据铝土矿尾矿铝硅含量为主的特点，经高温焙烧、酸浸、碱溶、聚合等工艺制备聚硅酸水处理剂，并用于工业废水的处理，为尾矿的深加工处理和工业废水的治理寻找一条有效的途径，以争取经济效益、环境效益和社会效益的共同获取。
具体实施例方式
一种利用铝土矿尾矿制备聚硅酸铝铁水处理剂的方法，是采用铝土矿尾矿为原料，经高温焙烧、酸浸、碱溶、聚合聚硅酸工艺过程，将酸溶过程中得到的铝盐溶液加入到聚硅酸中，制备聚硅酸铝铁水处理剂的。焙烧过程是在600℃-700℃温度下，将铝土矿尾矿焙烧2h-5h。焙烧后料酸浸过程的草酸的浓度大于30g/L，浸出温度为70℃-85℃，浸出时间为2h-6h。碱溶过程的氢氧化钠浓度为30g/L-50g/L，温度为150℃-200℃，溶出时间为2h-6h。聚合过程为将碱溶过程产生的水玻璃稀释成3％-6％，控制pH为3-5，聚合时间为2h-4h，聚合温度为室温；将酸溶过程中得到的铝盐溶液加入到聚硅酸中，制备聚硅酸铝盐水处理剂。
一种从铝土矿尾矿出发制备聚硅酸铝铁水处理试剂的方法，涉及一种铝土矿尾矿处理方法。其特征在于对尾矿高温焙烧、酸浸、碱溶、聚合等工艺制备聚硅酸铝铁水处理剂。尾矿的焙烧温度为600℃-700℃，焙烧时间为2h-5h。酸浸时草酸的浓度为大于30g/L，浸出温度为70℃-85℃，浸出时间为2h-6h。碱溶时氢氧化钠的浓度为30g/L-50g/L，温度为150℃-200℃，溶出时间为2h-6h。聚合条件如下将碱溶过程产生的水玻璃稀释成3％-6％，用硫酸调pH为3-5，聚合时间为2h-4h，聚合温度为室温，聚硅酸的平均分子量为20万-40万道尔顿。将酸溶过程中得到的铝盐溶液加入到聚硅酸中，制备聚硅酸铝盐水处理剂。
实施例1尾矿的焙烧温度为600℃，焙烧时间为2h。用30g/L的草酸浸出焙烧后的尾矿，浸出温度为70℃，浸出时间为2h。酸溶后的滤渣用30g/L的氢氧化钠溶解，溶出温度为150℃，溶出时间为2h。将碱溶过程产生的水玻璃稀释成3％，用硫酸调pH为3，聚合时间为2h，聚合温度为室温。将酸溶过程中得到的铝盐溶液加入到聚硅酸中，制备聚硅酸铝盐水处理剂。把在该条件下制备的聚硅酸铝水处理剂用于的转炉除尘废水(废水SS为2500mg/L)，当投加量为80mg/L时，原水处理后的SS降为100mg/L。
实施例2尾矿的焙烧温度为700℃，焙烧时间为5h。用50g/L的草酸浸出焙烧后的尾矿，浸出温度为85℃，浸出时间为6h。酸溶后的滤渣用50g/L的氢氧化钠溶解，溶出温度为200℃，溶出时间为6h。将碱溶过程产生的水玻璃稀释成6％，用硫酸调pH为5，聚合时间为4h，聚合温度为室温。将酸溶过程中得到的铝盐溶液加入到聚硅酸中，制备聚硅酸铝盐水处理剂。把在该条件下制备的聚硅酸铝水处理剂用于转炉除尘废水(废水SS为2500mg/L)，当投加量为80mg/L时，原水处理后的SS降为90mg/L。
实施例3尾矿的焙烧温度为650℃，焙烧时间为4h。用40g/L的草酸浸出焙烧后的尾矿，浸出温度为80℃，浸出时间为4h。酸溶后的滤渣用40g/L的氢氧化钠溶解，溶出温度为200℃，溶出时间为4h。将碱溶过程产生的水玻璃稀释成5％，用硫酸调pH为4，聚合时间为3h，聚合温度为室温。将酸溶过程中得到的铝盐溶液加入到聚硅酸中，制备聚硅酸铝盐水处理剂。把在该条件下制备的聚硅酸铝水处理剂用于的转炉除尘废水(废水SS为2500mg/L)，当投加量为80mg/L时，原水处理后的SS降为80mg/L。
权利要求
1.一种从铝土矿尾矿出发制备聚硅酸铝水处理试剂的方法，涉及一种铝土矿尾矿处理方法。其特征在于针对尾矿铝硅含量为主的特点，经过一系列工艺制备得到聚硅酸铝水处理剂，其处理工艺如下尾矿经过高温焙烧后，用草酸浸出，随后固液分离，得到含铝溶液和固体渣；固体渣用氢氧化钠进行碱熔后形成水玻璃，水玻璃经过酸化、聚合后形成聚硅酸，最后把酸溶过程中得到的含铝溶液加入聚硅酸中得到聚硅酸铝水处理剂。
2.根据权利要求1所述的一种利用铝土矿尾矿制备聚硅酸铝铁水处理剂的方法，其特征在于焙烧过程是在600℃-700℃温度下，将铝土矿尾矿焙烧2h-5h。
3.根据权利要求1所述的一种利用铝土矿尾矿制备聚硅酸铝铁水处理剂的方法，其特征在于其焙烧后料酸浸过程的草酸的浓度大于30g/L，浸出温度为70℃-85℃，浸出时间为2h-6h。
4.根据权利要求1所述的一种利用铝土矿尾矿制备聚硅酸铝铁水处理剂的方法，其特征在于其碱溶过程的氢氧化钠浓度为30g/L-50g/L，温度为150℃-200℃，溶出时间为2h-6h。
5.根据权利要求1所述的一种利用铝土矿尾矿制备聚硅酸铝铁水处理剂的方法，其特征在于其聚合过程为将碱溶过程产生的水玻璃稀释成3％-6％，控制pH为3-5，聚合时间为2h-4h，聚合温度为室温。
全文摘要
一种利用铝土矿尾矿制备聚硅酸铝铁水处理剂的方法，涉及一种铝土矿尾矿处理及聚硅酸铝铁水处理剂的制备方法，其特征在于是采用铝土矿尾矿为原料，经高温焙烧、酸浸、碱溶、聚合聚硅酸工艺过程，将酸溶过程中得到的铝盐溶液加入到聚硅酸中，制备聚硅酸铝铁水处理剂的。本发明的方法，为铝土矿尾矿的处理和工业废水的处理剂的制备寻找一条有效的途径。
文档编号C02F1/52GK1994881SQ200610156328
公开日2007年7月11日 申请日期2006年12月29日 优先权日2006年12月29日
发明者李军亮, 周吉奎, 李花霞, 曹慧军 申请人:中国铝业股份有限公司