一種利用高鐵三水鋁礦制備的高效聚硅氯化鐵鋁復(fù)合混凝劑及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種利用高鐵三水鋁礦制備的高效聚硅氯化鐵鋁復(fù)合混凝劑及其制備方法。該混凝劑由鋁礦石、硅酸水溶液、酸水溶液、堿水溶液及水制備而成，其制備方法是將高鐵三水鋁礦與酸溶液混合，加熱至沸騰，趁熱過濾并加入稀釋的工業(yè)水玻璃，攪拌，陳化，制得復(fù)合混凝劑聚硅氯化鐵鋁溶液。該絮凝劑具有加藥量低、礬花大且密實、沉降速度快的特點，并且制備工藝簡單、成本低、效益高。該聚硅氯化鐵鋁混凝劑由于以含鐵量高，含鋁量低，難以利用的高鐵三水鋁礦為主要制備原料，可以提高資源的利用率，可以變廢為寶，充分利用其自身有效成分。同時，混凝劑的制備在有效利用資源的同時不產(chǎn)生二次污染，有利于環(huán)境保護，符合節(jié)能減排的政策。
【專利說明】一種利用高鐵三水鋁礦制備的高效聚硅氯化鐵鋁復(fù)合混凝劑及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及環(huán)保【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及到一種利用高鐵三水鋁礦制備的高效聚硅氯化鐵鋁復(fù)合混凝劑。
【背景技術(shù)】
[0002]高鐵三水鋁礦石由于含鐵量過高，約為一水硬鋁石礦或硬質(zhì)粘土礦含鐵量的20-27倍，而含鋁量相對較低，約相當于一水硬鋁石礦的40%，硬質(zhì)粘土礦的77%，導(dǎo)致煉鐵需要加大量SiO2造渣除鋁導(dǎo)致成本高，鐵質(zhì)量較低而鋁資源浪費，同時鐵鋁分離又未能找到成本低效率高的手段，因此較難規(guī)?；I(yè)利用。 [0003]但高鐵三水鋁礦石也有其優(yōu)點：其鐵鋁總含量約達70%，余下大部分是酸不溶的二氧化硅，且儲量大，易開采。經(jīng)實驗證實，鐵三水鋁礦石化學(xué)活性高，經(jīng)過適當處理，其鐵和鋁的酸溶率可達90%以上。
[0004]混凝法一直是水處理中應(yīng)用最廣的手段，其價效比一般而言是其它水處理手段無法比較的?；炷齽┍粡V泛應(yīng)用于水處理及其它工業(yè)中，是國家精細化工發(fā)展的重點之一?；炷齽┑难芯堪l(fā)展熱點是復(fù)合混凝劑。目前市面上效果較高的混凝劑是聚合金屬鹽，尤以聚合氯化鋁最熱銷，其次是聚合硫酸鐵、聚合硫酸鋁(或其鹽酸鹽)。而研究的熱點是聚硅金屬鹽，它不僅具有強大的電中和能力，同時具備一般無機混凝劑較為欠缺的架橋能力，因而更為高效。
[0005]針對上述兩方面的情況，利用高鐵三水鋁礦制備的特色、高效的混凝劑，最大限度地開發(fā)利于有限資源是今后研究的新方向。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明利用高鐵三水鋁礦制備的高效聚硅氯化鐵鋁復(fù)合混凝劑，目的在于充分利用礦產(chǎn)資源本身特性，變廢為寶。
[0007]本發(fā)明生產(chǎn)工藝簡單、生產(chǎn)成本低、絮凝效果好、投資成本小。
[0008]一種利用高鐵三水鋁礦制備的高效聚硅氯化鐵鋁復(fù)合混凝劑，其特征在于：該混凝劑由鋁礦石、硅酸鹽水溶液、酸水溶液、堿水溶液及水制備而成。
[0009]進一步地，各組分以重量份數(shù)計為：鋁礦石80-100份，硅酸水溶液20-35份，酸水溶液10-40份，堿水溶液5-10份；水40-60份。
[0010]進一步地，所述鋁礦石為高鐵三水鋁礦石。
[0011]進一步地，所述的酸水溶液為鹽酸或硫酸中的一種以上的水溶液；所述硅酸鹽水溶液為工業(yè)水玻璃；所述堿水溶液為氫氧化鈉水溶液。
[0012]進一步地，所述鹽酸的質(zhì)量百分數(shù)為30%~40%，所述硫酸的質(zhì)量百分數(shù)為90%以上；堿水溶液質(zhì)量百分數(shù)為40%飛0%。
[0013]上述一種利用高鐵三水鋁礦制備的高效聚硅氯化鐵鋁復(fù)合混凝劑的制備方法，包括以下步驟：
(1)將鋁礦石粉碎，高溫焙燒lh，研磨，過80目篩，后備用；
(2)將經(jīng)步驟（I)處理的鋁礦石與酸水溶液混合，加熱至沸騰，趁熱過濾，濾液備用；
(3)取硅酸鹽水溶液，加水稀釋硅酸水溶液，在攪拌條件下與酸水溶液混合，反應(yīng)，靜置陳化，得聚硅酸水溶液；
(4)向步驟（2)得到的濾液中加入聚硅酸水溶液，攪拌30min，靜置，然后在不斷的攪拌中加入堿水溶液；
(5)調(diào)節(jié)pH，靜置陳化，即制得暗紅色復(fù)合混凝劑聚硅氯化鐵鋁溶液。
[0014]進一步地，步驟（I)中所述焙燒溫度為700-900°C。
[0015]進一步地，步驟（3)中所述稀釋硅酸水溶液是將硅酸水溶液稀釋至質(zhì)量百分數(shù)為40%-50% ;所述反應(yīng)的反應(yīng)溫度為50-100°C ;所述陳化的陳化時間為4-6h。
[0016]進一步地，步驟（4)中所述靜置時間為O. 5-2h ；
進一步地，步驟（5)中所述pH為I. 5-2. 5 ;靜置陳化時間為6-24h。
[0017]相對于現(xiàn)有產(chǎn)品，本發(fā)明具有如下優(yōu)點：
本發(fā)明通過以上技術(shù)方案特別是上述經(jīng)長期研究得出的關(guān)鍵工藝參數(shù)制得的聚硅氯化鐵鋁復(fù)合混凝劑，是一種高效新型無機高分子絮凝劑，可以處理不同性質(zhì)的廢水，且形成的礬花大，沉降速度快，去除率高，處理廢`水成本低。
【具體實施方式】
[0018]以下通過實施例對本發(fā)明作進一步說明。但本發(fā)明要求保護的范圍并不局限性于實施例表示的范圍。
[0019]實施例I :
高鐵三水鋁礦石經(jīng)粉碎，700°C焙燒lh，研磨，過80目篩；將100份高鐵三水鋁礦與20份硫酸水溶液(濃度90 wt %)混合，加熱至沸騰，趁熱過濾，濾液備用；20份工業(yè)水玻璃加40份水稀釋，攪拌條件下加入20份質(zhì)量百分數(shù)為35%的鹽酸，50°C溫度靜置陳化4h4，得聚硅酸水溶液；在濾液中加入聚硅酸水溶液，攪拌30min，靜置O. 5h，在不斷的攪拌中加入10份氫氧化鈉水溶液(質(zhì)量百分數(shù)為50%);調(diào)節(jié)pH至I. 5，靜置6h，即制得暗紅色復(fù)合混凝劑聚硅氯化鐵鋁溶液。
[0020]實施例2 ：
高鐵三水鋁礦石經(jīng)粉碎，900°C焙燒lh，研磨，過80目篩；將100份高鐵三水鋁礦與25份酸水溶液(質(zhì)量百分數(shù)為90%硫酸：質(zhì)量百分數(shù)為35%鹽酸=1:1)混合，加熱至沸騰，趁熱過濾，濾液備用；30份工業(yè)水玻璃加50份水稀釋，攪拌條件下加入15份質(zhì)量百分數(shù)為90%硫酸，60°C溫度靜置陳化4h，得聚硅酸水溶液；在濾液中加入聚硅酸水溶液，攪拌30min，靜置2h，在不斷的攪拌中加入15份氫氧化鈉水溶液(質(zhì)量百分數(shù)為50%);調(diào)節(jié)pH至2.0，靜置4h，即制得暗紅色復(fù)合混凝劑聚硅氯化鐵鋁溶液.
實施例3 ：
高鐵三水鋁礦石經(jīng)粉碎，700°C焙燒lh，研磨，過80目篩；將100份高鐵三水鋁礦與20份質(zhì)量百分數(shù)為35%鹽酸水溶液混合，加熱至沸騰，趁熱過濾，濾液備用；35份工業(yè)水玻璃加60份水稀釋，攪拌條件下加入20份質(zhì)量百分數(shù)為35%鹽酸，50°C溫度靜置陳化4h，得聚硅酸水溶液；在濾液中加入聚硅酸水溶液，攪拌30min，靜置10h，在不斷的攪拌中加入20份質(zhì)量百分數(shù)為50%氫氧化鈉水溶液；調(diào)節(jié)pH至2. 5，靜置6h，即制得暗紅色復(fù)合混凝劑聚硅氯化鐵鋁溶液。
[0021]實施例4:
高鐵三水鋁礦石經(jīng)粉碎，800°C焙燒lh，研磨，過80目篩；將100份高鐵三水鋁礦與20份質(zhì)量百分數(shù)為35%鹽酸水溶液混合，加熱至沸騰，趁熱過濾，濾液備用；25份工業(yè)水玻璃加50份水稀釋，攪拌條件下加入10份質(zhì)量百分數(shù)為35%鹽酸，50°C溫度靜置陳化5h，得聚硅酸水溶液；在濾液中加入聚硅酸水溶液，攪拌30min，靜置lh，在不斷的攪拌中加入10份質(zhì)量百分數(shù)為50%氫氧化鈉水溶液；調(diào)節(jié)pH至I. 5，靜置4h，即制得暗紅色復(fù)合混凝劑聚硅氯化鐵鋁溶液。
[0022]制得的暗紅色聚硅氯化鐵鋁復(fù)合混凝劑，此液體手感有點滑而粘，比重為
I.12-1. 22 g/mL, pH 為 2-2. 5，F(xiàn)e2O3 含量為 5. 3-5. 7%, Al2O3 含量為 5. 9-6. 3%。本發(fā)明涉及的反應(yīng)中，鋁礦石中鐵、鋁的溶出率分別為72. 5-79. 2%,80. 5-88. 0%。
[0023]把該復(fù)合絮凝劑用于某味精廠車間排放的高濃度有機廢水，廢水外觀呈黃色渾濁，有酸臭味，密度為1.018/1^，稀釋5倍后，濁度=5461!^/1^，色度=18.0 (透光率，以波長為470nm光照射)，C0D&=400mg/L。用35%鹽酸調(diào)節(jié)廢水pH。混凝劑投量為7. 5mL/L廢水。某味精廠車間排放的高濃度有機廢水為試驗水體，稀釋5倍后使用。制備產(chǎn)品處理不同pH的味精廠有機廢水的處理結(jié)果處理效果見表1，制備產(chǎn)品與其它混凝劑處理味精廠廢水的混凝效果比較見表2:
表1制備產(chǎn)品處理不同PH的味精廠有 機廢水的處理結(jié)果
【權(quán)利要求】
1.一種利用高鐵三水鋁礦制備的高效聚硅氯化鐵鋁復(fù)合混凝劑，其特征在于：該混凝劑由鋁礦石、硅酸鹽水溶液、酸水溶液、堿水溶液及水制備而成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用高鐵三水鋁礦制備的高效聚硅氯化鐵鋁復(fù)合混凝齊?，其特征在于，各組分以重量份數(shù)計為：鋁礦石80-100份，硅酸水溶液20-35份，酸水溶液10-40份，堿水溶液5-10份；水40-60份。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用高鐵三水鋁礦制備的高效聚硅氯化鐵鋁復(fù)合混凝劑，其特征在于，所述鋁礦石為高鐵三水鋁礦石。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用高鐵三水鋁礦制備的高效聚硅氯化鐵鋁復(fù)合混凝劑，其特征在于，所述的酸水溶液為鹽酸或硫酸中的一種以上的水溶液；所述硅酸鹽水溶液為工業(yè)水玻璃；所述堿水溶液為氫氧化鈉水溶液。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種利用高鐵三水鋁礦制備的高效聚硅氯化鐵鋁復(fù)合混凝劑，其特征在于，所述鹽酸的質(zhì)量百分數(shù)為30%~40%，所述硫酸的質(zhì)量百分數(shù)為90%以上；堿水溶液質(zhì)量百分數(shù)為40%~60%。
6.權(quán)利要求1所述的一種利用高鐵三水鋁礦制備的高效聚硅氯化鐵鋁復(fù)合混凝劑的制備方法，其特征在于，包括以下步驟： (1)將鋁礦石粉碎，高溫焙燒lh，研磨，過80目篩，后備用； (2)將經(jīng)步驟（I)處理的鋁礦石與酸水溶液混合，加熱至沸騰，趁熱過濾，濾液備用； (3)取硅酸鹽水溶液，加水稀釋硅酸水溶液，在攪拌條件下與酸水溶液混合，反應(yīng)，靜置陳化，得聚硅酸水溶液； (4)向步驟（2)得到的濾液中加入聚硅酸水溶液，攪拌30min，靜置，然后在不斷的攪拌中加入堿水溶液； (5)調(diào)節(jié)pH，靜置陳化，即制得暗紅色復(fù)合混凝劑聚硅氯化鐵鋁溶液。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種利用高鐵三水鋁礦制備的高效聚硅氯化鐵鋁復(fù)合混凝劑的制備方法，其特征在于，步驟（I)中所述焙燒溫度為700-900°C。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種利用高鐵三水鋁礦制備的高效聚硅氯化鐵鋁復(fù)合混凝劑的制備方法，其特征在于，步驟（3)中所述稀釋硅酸水溶液是將硅酸水溶液稀釋至質(zhì)量百分數(shù)為40%-50% ;所述反應(yīng)的反應(yīng)溫度為50-100°C ;所述陳化的陳化時間為4-6h。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種利用高鐵三水鋁礦制備的高效聚硅氯化鐵鋁復(fù)合混凝劑的制備方法，其特征在于，步驟（4)中所述靜置時間為O. 5-2h ； 根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種利用高鐵三水鋁礦制備的高效聚硅氯化鐵鋁復(fù)合混凝劑的制備方法，其特征在于，步驟（5)中所述pH為I. 5-2. 5 ;靜置陳化時間為6-24h。
【文檔編號】C02F1/52GK103482745SQ201310457935
【公開日】2014年1月1日 申請日期:2013年9月30日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月30日
【發(fā)明者】吳彥瑜, 彭曉春 申請人:環(huán)境保護部華南環(huán)境科學(xué)研究所