[发明专利]用粉煤灰和高岭土生产高效复合聚硅酸铝铁絮凝剂的方法

说明书

一.技术领域：

本发明涉及一种水处理用高分子絮凝剂的生产方法，特别是涉及一种用粉煤灰和高岭土生产高效复合聚硅酸铝铁絮凝剂液体的方法。

二.背景技术：

随着工农业生产的迅速发展和人们生活水平的提高，用水量和废水排放量日益增加，要使有限的水资源满足人们日益增长的生产和生活需要，对排放废水进行有效的净化处理和回收利用日趋迫切，而各种传统净水剂已不能满足水质净化和环保、保健的要求。目前普遍使用的无机絮凝剂有铝系和铁系两大类，聚合氯化铝(PAC)和聚合硫酸铁(PFS)分别是铝系和铁系絮凝剂的典型代表，两者有着不同的絮凝特性。

聚合氯化铝(PAC)又称碱式氯化铝，是介于AlCL₃和Al(OH)₃之间的水解产物，产品有液体和固体两种，液体PAC是淡黄色或无色透明液，固体PAC色泽与液体产品类似，随着盐基度的不同而呈现晶体状、玻璃体状或树脂状。目前我国生产PAC的方法主要有金属铝(包括铝灰、铝渣)法、活性氢氧化铝法、三氧化二铝(包括铝矾土、煤矸石等)法、结晶氯化铝法。PAC是通过Al³⁺盐水解一聚合产物来对“待处理废水”进行电性中和、脱稳和吸附架桥等处理，并生成粗颗粒絮凝体来去除水中胶体颗粒或胶体污染物。对于处理生活污水、工业废水等来说，具有混凝性能好、絮体大、用量少、沉淀快、适用范围广等优点；而对于处理具有较高的COD、色度和PH值的造纸废水、印染废水等来说，其脱色率低，应用受到一定限制；尤其在净化饮用水方面，水的残留铝相对偏高，而人体摄入过多的铝可能会导致老年痴呆症，是一个不可忽视的致病原因。

聚合硫酸铁(PFS)又称羟基硫酸铁，是一种由铁盐预制成的中间水解产物，液体产品为红褐色或深红色粘稠液，固体产品为淡黄色或灰黄色树脂。生产PFS的方法主要有钛白副产法、混酸氧化工艺、热空气氧化、双氧水催化剂的直接氧化生产工艺、微波催化法等。PFS水解产物是氢氧化铁，在水解的同时，发生聚合反应，生成多核羟基络合物，吸附架桥并生成大颗粒絮凝体以达到净水作用。PFS在处理含氟废水、高氟饮用水、含重金属废水等方面具有很好的效果，与铝盐相比，铁盐絮凝体比重大，沉渣体积较少，但由于铁盐的颜色，使之应用范围受到限制。

目前，我国燃煤电厂粉煤灰的年排放量已经达到一亿多吨，而其利用率仅为30％左右，大量粉煤灰堆积于灰场，不仅占用了大量的土地资源，而且严重污染了环境。因此，粉煤灰的综合利用一直是环保研究领域中热门的课题之一，如何充分开发利用粉煤灰，提高其利用的附加值，使之变废为宝，这是当前技术领域要解决的难题。由于粉煤灰与聚硅酸铝铁具有相似的元素组成，相关科研工作者探索了以粉煤灰为原料制备聚硅酸铝铁的方法，如中国专利CN1266038C(名称为《聚硅酸铝铁的合成方法》，专利号为：200410012422.7)中公开了一种聚硅酸铝铁的合成方法，它是以粉煤灰和炼铁矿渣为主要原料，制备工艺包括了聚合铝铁的制备、聚合硅酸的制备以及聚合硅酸铝铁的制备等共八步过程，该方法存在如下不足之处：它所使用的原辅料组分较多，包括有粉煤灰、炼铁矿渣、氢氧化钠、碳酸钠、硫酸和盐酸；并对原料有特殊要求，Fe2O3含量为40-50％的炼铁废渣20-40％，Fe2O3含量为4％-10％、Al2O3含量为20-30％、SiO：含量为40-60％的粉煤灰；又如中国专利CN1325391C(名称为《用粉煤灰和硫酸亚铁生产聚硅酸铝铁复合絮凝剂的方法》，专利号为：200610054143.6)中公开了一种聚硅酸铝铁复合絮凝剂的生产方法，它由初级产品的制备、初级产品的浸渍和产品的分离三步过程构成，该生产方法制备条件苛刻，如需要将混合物在800～900℃温度条件下焙烧0.5～2小时，若用于工业化生产，其工艺设备投资费用、生产操作费用等均较高，用于废水处理成本过高。

三.发明内容：

本发明所要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种用粉煤灰和高岭土来生产高效复合聚硅酸铝铁絮凝剂液体的方法。

本发明为解决技术问题所采取的技术方案是：

一种用粉煤灰和高岭土生产高效复合聚硅酸铝铁絮凝剂的方法，其具体生产步骤如下：

a.将粉煤灰和高岭土按重量比1∶0.5～2混合后，加入生石灰，生石灰的加入量是混合物重量的1～4％；

b.再加入水，水的加入量是固体体积的1～2倍；

c.将混合物搅拌均匀后，在50～120℃温度条件下加温4～8小时，自然冷却后进行渣液分离；

d.将所得滤液调PH值至6～10，得滤液A；