[发明专利]一种水淬渣硅酸系混凝剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种水淬渣硅酸系混凝剂及其制备方法，属于焦化废水和高浊度废水的净化处理领域。 

背景技术

目前普遍使用的净水剂，主要有铝盐、铁盐或高分子混凝剂，也有将无机混凝剂和有机高分子混凝剂结合使用。这些混凝剂虽然处理效果好，但还是具有一定的弊端，如絮凝体含水量大、处理后有残留、污泥体积大、成本较高等缺点。日本水道机工公司的长谷川校雄等人首次用水玻璃和硫酸制造聚合硅酸，然后在硅酸中添加铝盐和铁盐制造聚硅酸铝或者聚硅酸铁。聚硅酸盐类无机高分子混凝剂综合了聚硅酸粘结、聚集、吸附架桥效能，并且同时发挥了铝盐混凝剂絮体大、脱色性能好和铁盐混凝剂的絮体密实、沉降速度快的特点在水处理领域有着广阔的应用前景，目前已成为国内外无机高分子混凝剂的一大研究热点。 

目前水处理过程中应用最广泛的是混凝沉降法，混凝剂的效果好坏直接影响后续工艺流程的运行工况，因此，制备一种新型、高效、成本低的混凝剂是水处理技术发展的重要开发领域。 

经专利文献检索（关键词：水淬渣或混凝剂），到目前为止，在公开出版物上能够查到的相关专利技术有：（1）中国专利申请，申请号：94110019.7.X，名称：用水淬渣或飞灰生产硅酸系絮凝剂的方法，该发明利用发电厂立式旋风炉排出的水淬渣或飞灰与混和酸进行溶解反应，过滤制得液态混凝剂，应用于上下水的处理；（2）中国专利申请，申请号：200910049541.2，名称：一种用粉煤灰生产的复合混凝剂及其制备方法和应用，利用粉煤灰为原料，经过酸浸和碱浸后，将碱浸液和酸浸液聚合生产聚硅酸硫酸铝铁混凝剂，应用于城市生活污水和工业废水的处理（3）中国专利申请，申请号：201010297497.X，名称：一种黄金尾矿制备的聚合硅酸铝钙混凝剂，利用黄金尾矿经混酸处理后的滤液，经氢氧化钠处理后的碱液，与氧化剂三者聚合生成聚合硅酸铝钙混凝剂。（4）中国专利申请，申请号：200710175228.4，名称:一种利用高炉渣制备的水处理剂及其制备方法，该法是以高炉渣为原料经过pH＞11的碱性水溶液在一定条件下制得吸附剂，主要吸附污水中的重金属离子；（5）中国专利申请，申请号：200710018532.8，名称：一种用煤矸石生产水处理混凝剂的方法，该剂是用煤矸石经过包括煅烧、酸浸、水洗、碱化等28个步骤制得的，但具体用于处理何种废水尚无具体实例且步骤复杂；（6）欧洲专利，专利号：169430，名称：带色废水的澄清，用氧化铝废渣为絮凝剂，但无详细制备工艺。 

从上述所查到的已有技术可知，利用固体废物制备聚硅酸盐类混凝剂已有了一定的研究，但是制备技术还不够完善。因此不同程度上存在利用不充分的问题，如由工业固体废物制备的混凝剂有的只能处理一种特定的废水，有的混凝剂只能处理一种特定的污染物指标，有的在处理过程中需要添加氧化剂氧化，有的需要投加化学药品（稳定剂）使成品价格高，运行费用高。本发明目的在于提供一种水淬渣再利用的方法，使得固体废物水淬渣的利用更充分、更有效。 

发明内容

本发明的目的在于提供一种成本低、混凝效果好、适用范围广、能够实现以废治废的一种水淬渣硅酸系混凝剂及其制备方法。 

技术解决方案： 

一种水淬渣硅酸系混凝剂，包括下列物料的质量比组分，水淬渣为≥60目，碳酸钠与水淬渣的质量比为0.1-0.5：1。 

一种水淬渣硅酸系混凝剂的制备方法，包括如下方法步骤： 

1）将水淬渣为≥60目，碳酸钠与水淬渣的质量比为0.1-0.5：1混合物，水淬渣和无水碳酸钠在900-1200℃条件下焙烧2-4小时，取出降温，将焙烧后的混合物进行酸浸反应，过滤生成含Al³⁺、Mg²⁺、 Fe³⁺、Ca²⁺和可溶性硅酸的混合溶液，滤液备用； 

2）将滤渣水进行水洗过滤； 

3）将水洗后的滤渣进行烘干，然后用碱性溶液对滤渣进行碱浸处理； 

4）过滤后的碱浸液酸化生成聚硅酸，将步骤①得到的酸浸液与聚硅酸按（Fe+Al)/Si摩尔比为0.5-0.6在60-85℃温度下生成1号成品，聚合时间20-30分钟。 

所述步骤④中过滤后的碱浸液与所述步骤②得到的酸浸溶液按（Fe+Al)/Si摩尔比为0.5-0.6，温度在75-85℃下生成2号成品。 

所述步骤4）中过滤后的碱浸液与所述步骤②得到的酸浸溶液混合，调pH=6-7，生成3号成品。