[发明专利]一种絮凝剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属环保技术领域，涉及一种利用凹凸棒土、三氯化铁在催化剂作用下合成凹凸棒土-三氯化铁杂化絮凝剂的工艺，该絮凝剂主要应用于选煤废水的处理。

背景技术

凹凸棒土，又称坡缕石(Palygorskite)或坡缕缟石，在矿物分类中隶属海泡石族，是一种具链层状结构的含水富镁硅酸盐粘土矿物。其结构属2：1型粘土矿物。在每个2：1单位结构层中，四面体晶片角顶隔一定距离方向颠倒，形成层链状。在四面体条带间形成与链平行的通道，通道横断面约3.7*6.3A°。通道中充填沸石水和结晶水，化学分子式为Mg₅Si₈O₂₀(OH)₂(OH₂)₄·4H₂O。

凹凸棒土独特的纤维状结构，使其具有很大的比表面积，从而具有优良的吸附性能，主要用于吸附脱色、催化剂、抗菌剂等领域，其在石油、化工、建材、造纸、医药、农业等方面得到广泛应用。国内目前用量最大的是涂料、钻井泥浆、食用油脱色。

目前，在水处理方面国内外应用最广泛且成本低廉的水处理方法是采用絮凝剂进行絮凝沉淀，凹凸棒土特殊的化学性质及物理特性，使其可作为水处理的絮凝剂。

絮凝剂按化学成份与组成分为无机、有机、复合三大类。无机絮凝剂生成的絮体大，含水量高，沉降速度慢。有机絮凝剂及其水解、降解产物有毒且成本高。

我国部分地区生产的原煤，由于发热量低、灰分大、含硫量高，不能直接应用于工业生产，必须进行选煤。选煤工艺过程中产生大量的含煤泥的废水，须经过处理后循环利用或排放。而洗煤废水主要污染因子为悬浮物。洗煤废水的常规处理方法即采用无机絮凝剂处理，具有药剂消耗量大、去除率低、沉降速度慢、环保设施投资高，运行费用高局限性。

发明内容

本发明的目的是针对现有洗煤废水的处理过程中的絮凝剂存在的技术问题和不足，提供一种絮凝剂及其制备方法，本发明的絮凝剂处理废水过程中絮凝速度快，用于选煤废水处理，絮凝剂使用量小、絮凝体致密、沉淀速度快、悬浮物去除率高等优点，有效的克服了上述无机絮凝剂的缺点，且合成工艺简单，价格低廉。

为实现本发明的目的，本发明一方面提供一种絮凝剂，包括原料凹凸棒土、三氯化铁和三氯化钛。

其中，所述原料凹凸棒土、三氯化铁和三氯化钛的重量份配比为1：1-1.5：0.01-0.02，优选为1：1-1.2：0.01-0.02，进一步优选为1：1：0.01。

特别是，所述凹凸棒土选择经过煅烧处理并粉碎的凹凸棒土粉末。

其中，所述煅烧处理的温度为350-400℃，优选为380-400℃，进一步优选为400℃；所述煅烧时间为1.5-2h，优选为1.8-2h，进一步优选为2h。

特别是，所述凹凸棒土粉末的粒度≤200目，优选为200-400目。

本发明另一方面提供一种絮凝剂的制备方法，包括如下顺序进行的步骤：

1)将凹凸棒土进行煅烧处理，然后进行粉碎处理，制得凹凸棒土粉末；

2)将凹凸棒土粉末与三氯化铁溶液混合，进行改性处理，制得第一反应混合物；

3)向第一反应混合物中加入催化剂，进行杂化反应，即得。

其中，步骤1)中所述煅烧处理的温度为350-400℃，优选为380-400℃，进一步优选为400℃；所述煅烧时间为1.5-2h，优选为1.8-2h，进一步优选为2h。

特别是，所述凹凸棒土粉末的粒度≤200目，优选为200-400目。

其中，步骤2)中所述三氯化铁溶液质量百分比浓度为1-5％，优选为1-3％，进一步优选为2％。

特别是，所述三氯化铁溶液是将三氯化铁与盐酸溶液混合均匀，而成，其中所述三氯化铁与盐酸溶液的重量份配比为1-5：100，优选为1-3：100，进一步优选为2：100。

其中，所述盐酸溶液的质量百分比浓度为3-5％，优选为4％。

其中，步骤2)中所述凹凸棒土粉末与三氯化铁溶液的重量份配比为1:1-1.5，优选为1：1-1.2，进一步优选为1:1。

特别是，步骤2)中所述改性处理的温度为80-100℃；反应时间为1-1.5h，优选为1h。

尤其是，在进行改性处理的过程中，对反应物凹凸棒土粉末和三氯化铁溶液进行搅拌，其中搅拌速率为70-100rpm。

其中，步骤3)中所述催化剂选择三氯化钛。