专利名称：：用铁尾矿制备聚硅铁铝的方法
技术领域：
：本发明属于絮凝剂制备
技术领域：
，具体涉及用铁尾矿制备聚硅铁铝的方法。
背景技术：
：现有制备聚硅铁铝的原料大多为硅酸钠、硫酸铁和硫酸铝，或含铁、铝离子较多的矿物质，制备方法是将硅酸钠酸化制备聚硅酸后，再引入铁、铝离子聚合而成。该制备方法需要价格不菲的化工原料或有限的矿物资源为主要原料，成本较高。
发明内容针对上述现有制备方法中存在的问题，本发明提供一种以铁矿山尾矿(简称铁尾矿)为原料制备聚硅铁铝的方法。现将本制备方法所涉及的原料、制备原理以及具体制备方法如下。1、制备聚硅铁铝的主要原料与理化特性本发明所涉及的主要制备原料为铁尾矿。铁尾矿是原矿经过磁选一重选一浮选工艺选别后的矿石，其金属矿物以磁铁矿、半假象赤铁矿、假象赤铁矿为主，其次是黄铁矿、菱铁矿等，脉石矿物主要有石英、白云石、方解石、磷灰石及高岭土等粘土矿物。其典型的化学成分见表l，该铁尾矿中的硅、铁、铝氧化物占总组分的65%以上，为该方法制备聚硅铁铝絮凝剂提供了硅、铁、铝来源。表l铁尾矿的化学成分<table>tableseeoriginaldocumentpage3</column></row><table>2、制备原理由于铁尾矿中含有丰富的硅、铁、铝元素，在硫酸的作用下，可将氧化物中的硅、铁、铝等氧化物溶解，并在一定条件下进行水解聚合，从而形成混酸性的聚硅铁铝絮凝剂。主要酸溶、氧化、聚合反应为(njFeOi^FezOyi^AbCb.ruMgO.nsCaO.nfiSiOz)+(n!+3n2+3n3+n4+n5)H2S04—njFe"+n2Fe3++n3Al23++ruMg"+n5CaS04I+n6H4Si04+(ni+Si^+Si^+i^+i^SO/-+(1^+3112+3113+114+115—2n6)H20(1)2Fe2++H202+2H+=2Fe3++2H20(2)(1-x)Fe3++xAl3++yS042—+zH4Si04+(2y-3)H+=AlxFe1.x(OH)3.2y(S04)y'zSi02+(2y+2z-3)H20(3)n[AlxFe!-x(OH)3—2y(S04)y-zSi。2]=[Al艮x(OH)3-2y(S04)y-zSi。2]n(4)3、制备方法具体步骤如下(1)定量称取铁尾矿放入耐酸的反应容器中。(2)配制好确定浓度的硫酸适宜的硫酸浓度范围F25%40%。(^为质量百分浓度)(3)根据尾矿的化学组成，按尾矿与酸反应所需的化学计量关系[见反应(1)]过量1.2—2倍量取硫酸溶液。(4)将酸溶液在室温下缓慢倒入反应釜中对铁尾矿进行酸解，并不断搅拌，待反应体系冷却至室温并无气泡产生，并且pH值趋于稳定值，酸解反应结束，酸解时温度控制在8090°C。(5)将反应产物过滤去除沉淀物(主要为酸不溶物和硫酸钙)，提取上清液(主要为亚铁盐、三价铁盐、铝盐和水合硅酸为主的混合溶液)，用10%的氢氧化钠调整溶液的pH值为2.0，再用30%的过氧化氢氧化，使体系中的Fe(II)全部转化为Fe(III)。氧化反应在室温下进行，氧化Fe(II)的过程其氧化终点用铁氰化钾来确定。(6)将氧化后的体系放置在8(TC的恒温水浴中加热23h，过程中体系自行水解、聚合，调节体系pH值为2.02.2，出现红棕色的透明溶液，将其置于105110。C烘箱中烘干，可得到黄色固体粉末，即为聚硅铁铝产品。本发明是以铁尾矿作为主要原料生产高附加值产品聚硅铁铝，所制得的聚硅铁铝适用于处理高浊度悬浊液、生活污水和工业废水。由于制备所用的主要原料是尾矿，减少了资源浪费，同时也减轻了其直接排放入环境中所造成的污染。该制备方法原料来源广、制备过程简单、成本低廉，具有显著的经济社会效益。具体实施例方式实施例1:先配制浓度为25%的硫酸溶液，备用。取70g铁尾矿于反应容器中，量取25%的硫酸溶液442.3mL，将酸缓慢加入铁尾矿中，酸解温度控制在8(TC，反应时间控制在3h，过程中不断搅拌。待尾矿酸解完全后，将其进行抽滤，然后将滤液取出置于烧杯中，备用。配制10n/。NaOH溶液，调节滤液pH值为2.0。当把pH值调节好以后，就在已配制好的溶液中逐滴加入30%11202，氧化终点利用铁氰化钾检测法来控制(取出少量溶液滴加在铁氰化钾固体上，如亚铁离子已全部氧化为三价铁离子，则不变色；如亚铁离子没有被完全氧化，则会生成蓝色络合物)。在反应初期要进行充分搅拌，搅拌时间控制在30min。将上步已经配制好的溶液放入8(TC左右的恒温水浴中使其聚合，当体系出现红棕色粘稠液体时，用10%NaOH溶液调节体系pH值到2.2，继续在恒温水浴中放置3小时，其充分聚合，形成红黄絮状色颗粒。将其置于105。C烘箱中烘干，便可得到黄色固体产品一聚硅铁铝。实施例2:先配制浓度为40%的硫酸溶液，备用。取70g铁尾矿于反应容器中，量取40X的硫酸溶液211.7mL，将酸缓慢加入铁尾矿中，酸解温度控制在9(TC，反应时间控制在3h。待尾矿酸解完全后，将其进行抽滤，然后将滤液取出置于烧杯中，备用。配制10。/。NaOH溶液调节滤液pH值到2.0。当把pH值调节好以后，就在已配制好的溶液中逐滴加入30%11202，氧化终点利用铁氰化钾检测法来控制(取出少量溶液滴加在铁氰化钾固体上，如亚铁离子已全部氧化为三价铁离子，则不变色；如亚铁离子没有被完全氧化，则会生成蓝色络合物)。在反应初期要进行充分搅拌，搅拌时间控制在30min。将上步已经配制好的溶液放入8(TC左右的恒温水浴中使其聚合，当体系出现红棕色粘稠液体时，用10y。NaOH溶液调节体系pH值到2.0，继续在恒温水浴中放置2小时，其充分聚合，形成红黄絮状色颗粒。然后可将其在恒温水浴中继续放置蒸发水分，直至成为黄色固体状态，即为聚硅铁铝产品。权利要求1、用铁尾矿制备聚硅铁铝的方法，其特征在于该制备方法的具体步骤如下(1)定量称取铁尾矿放入耐酸的反应容器中；(2)配制好确定浓度的硫酸适宜的硫酸质量百分浓度为25％～40％；(3)根据铁尾矿的化学组成，按酸与尾矿反应所需的化学计量过量1.2—2倍量取酸溶液；(4)将酸溶液在室温下缓慢倒入反应釜中对铁尾矿进行酸解，并不断搅拌，待反应体系冷却至室温并无气泡产生，并且pH值趋于稳定值，酸解反应结束，酸解时间控制在3h左右，酸解时温度控制在80～90℃；(5)将反应产物过滤去除沉淀物，提取上清液，用10％的氢氧化钠调整溶液的pH值为2.0左右，再用30％的过氧化氢氧化，使体系中的Fe(II)全部转化为Fe(III)；(6)将氧化后的体系放置水浴加热2～3h，保持温度在80℃左右，过程中体系自行水解、聚合，调节pH值为2.0～2.2，出现红棕色的液体产品，延长此过程时间，制得黄色固体产品，即为聚硅铁铝絮凝剂。全文摘要本发明提供了一种用铁尾矿制备聚硅铁铝的方法，属于絮凝剂制备
技术领域：
。该制备方法的主要内容如下首先对铁尾矿进行酸解，将酸解反应产物过滤除去沉淀物，提取上清液，再用过氧化氢进行氧化，使体系中的Fe(II)全部转化为Fe(III)，将氧化后的体系放置水浴中自行水解、聚合制得聚硅铁铝。本发明所提供的制备方法是以铁矿山尾矿为主要原料，所制得的聚硅铁铝适用于处理高浊度悬浮液、生活污水和工业废水，该制备方法成本低，过程简单，减少了资源浪费及环境污染，具有显著的经济效益及社会效益。文档编号B09B3/00GK101508440SQ20091011638公开日2009年8月19日申请日期2009年3月18日优先权日2009年3月18日发明者娟伍,李辽沙,平王申请人:安徽工业大学