[发明专利]利用硅藻土提纯中伴生物制备煤矿水处理剂的方法

说明书

所属技术领域

本发明涉及煤矿洗煤水和矿井水的水处理剂的制备及应用。

背景技术

生产硅藻土助滤剂或建筑材料，需要把硅藻土原矿提纯为硅藻精土，提纯工艺是用硫酸酸煮去除硅藻土中的铝、铁、钙、镁等元素，伴生大量二氧化硅含量为60％左右的中低品位硅藻土，形成不溶于水的胶状物淤积在矿区，对自然环境构成了巨大的潜在威胁。如位于云南省寻甸县先锋乡的硅藻土，矿层厚、地质储量达7759万吨。矿区硅藻土矿层直接覆盖于巨厚褐煤层之上，富含有机质，烧矢量达15％～24％，矿石显褐黑色，质量细腻均一，疏松多孔，硬度小，容重轻，吸附性强，比表面积大，且发热量为3.3～5.7MJ/kg，高含铝、铁量，为高烧矢量型硅藻土。而煤矿面对的另一个问题是，回收煤矿矿井水和洗煤水循环利用、节省能耗以拾遗补缺，但煤矿矿井水和洗煤水中存在许多煤渣、煤矸石、砂石、煤灰难沉降的悬浮物，洗煤水中还含有大量难溶于水的含硫、含碳的有机污染物。目前普遍使用聚合氯化铝和聚丙烯酰胺为絮凝剂，絮凝沉淀时间长、絮花松散，晃动时容易分散，容易再次形成悬浮物，且价格昂贵。中国发明专利申请号为86106871“硅藻土处理造纸有机废水”是将硅藻土原矿粉600-800℃煅烧2-3小时后通过硫酸活化，用保留一定残酸量的活化土处理废水。但该方法采用原矿煅烧，时间长，耗热高。发明专利申请号为021530769“用硅藻土处理有色金属冶炼废水的方法及其硅藻土污水处理剂”提出将冶炼废水调节为pH值8-9后加入该处理剂用聚合硅酸铝、聚合硫酸铝、硫酸亚铁等改性硅藻土获得的处理剂，其中，硅藻土与改性剂比例为8∶2-5∶5。该处理剂成本高，且不能形成工业产品。

发明内容

本发明目的是针对絮凝剂的缺点，利用硅藻土提纯中间产物制备煤矿洗煤水和矿井水处理剂，为矿区可持续发展提供途径。

本发明处理剂通过下述途径制备：

包括硫酸酸洗提纯烧矢量为15％～24％的硅藻精土过程中伴生的二氧化硅含量为50-60％的中低品位硅藻土，其步骤为：

(1)将P123与偏磷酸钠、或十六烷基三甲基溴化铵、或四甲基溴化铵的一种或几种溶解在水中，配成重量百分浓度为2.5～5的稀土离子溶液，用氢氧化钠调节该溶液pH为8～11；

(2)将硅藻土在蒸馏水中浸泡15～30分钟，过滤后在80℃～120℃温度下烘干至含水量小于5％；

(3)按硅藻土与溶液固液重量比1∶10～1∶30，将步骤(2)获得的硅藻土加入步骤(1)配制好的溶液中搅拌，静置浸渍15～20小时后过滤得到滤饼，再将滤饼置于温度为60～100℃烘箱中烘干，收集生成物，粉碎、筛分；

上述P123为聚乙烯醚-聚丙烯醚-聚乙烯醚三嵌段共聚物PEO-PPO-PEO。

所述的步骤(1)可以进一步为在该处理剂的稀土离子溶液中P123重量百分比浓度大于2.5。

本发明处理剂的使用方法：

将该处理剂以0.3～0.5g/L加入洗煤水或矿井水中，均匀搅拌30秒，静置10分钟后，虹吸上层清液，回收下层硅藻土煤泥。

本发明用偏磷酸钠、氢氧化钠、十六烷基三甲基溴化铵、四甲基溴化铵、P123调配的溶液，利用提纯硅藻土后的中土、尾土按一定固液比加入到该溶液中，经改性后牢固地掺杂于硅藻土载体上形成煤矿洗煤水和矿井水处理剂，絮凝时间短、吸附效率高、耗能少，然而，与现有絮凝剂比较，明显提高了沉降煤矿洗煤水和矿井水中的悬浮物和水体COD去除率，沉降污泥较密实，容易去除，回收的煤矿矿井水和洗煤水可以循环利用，基本实现了节省水资源，降低生产成本，减轻环境污染的目的。

具体实施方式

(一)本发明的制备方法

实施例1：将0.5wt％十六烷基三甲基溴化铵、2.0wt％P123溶解在水中，配成稀土离子溶液，用氢氧化钠调节该溶液pH为8；将提纯硅藻精土过程中伴生的二氧化硅含量为60％的中低品位硅藻土浸泡在蒸馏水中20分钟，过滤后在100℃温度下烘干至含水量3％；该硅藻土按照1∶15的固液重量比加入配制好的上述稀土离子溶液中，常温下搅拌45分钟，静置浸渍15小时，将溶液过滤，得到滤饼和滤液；把滤饼置于温度为70℃烘箱中烘干，粉碎，筛分得到硅藻土洗煤水及矿井水处理剂。