[发明专利]一种聚合锌基氯化铝铁絮凝剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种絮凝剂及其制备方法，具体涉及一种聚合锌基氯化铝铁絮凝剂及其制备方法。

背景技术

酸作为一种清洗剂在冶金、机械及金属制品加工等行业得到广泛应用。但是，当酸液中酸的浓度降低到一定程度时，其清洗效果显著下降而成为废酸液或称酸洗废液。酸洗废液酸性强并含有大量金属离子，被列为危险废物进行管理，如不妥善处理会造成严重的环境污染及资源浪费。由于酸洗废液中含有大量的盐酸和亚铁，若只进行简单的中和处理，需要大量碱性物质，处理费用较高，且难以实现含铁废酸的无害化和综合利用。而亚铁是制备絮凝剂的良好金属盐类来源，以含铁废酸为原料制备无机高分子混凝剂，既能为酸洗废液的综合利用提供一条可行的途径，又能为混凝剂生产提供廉价原料，达到以废治废的目的，具有很好的经济效益、社会效益和环境效益。现有技术用废酸制备的絮凝剂有聚硅酸金属复合盐、单一金属聚合盐等，但是，在高浓度条件下，易产生沉淀和凝胶，效果下降；制备的方法主要有煅烧法和浸出法，其中，煅烧法需要较大的热量，且操作不方便。

目前，主要的混凝剂有聚合氯化铝铁、聚合硅酸硫酸铝铁、聚合硅酸铝铁等。复合无机高分子絮凝剂同时具有电中和及吸附架桥作用，絮凝效果较好，且制备方法简单，价格便宜而受到青睐。而在目前的废水处理中，尤其在预处理阶段，大都使用到絮凝剂以增强预处理效果，但是常用的絮凝剂特别是无机盐或聚合金属盐类絮凝剂存在稳定性较差，絮凝时间较短的问题，实际应用效果并不理想，尤其在难生物降解废水处理中，往往受到很大的限制。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种产品性能稳定的聚合锌基氯化铝铁絮凝剂及其制备方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案如下：一种聚合锌基氯化铝铁絮凝剂，按照以下方法制成：

（1）在70～100℃恒温水浴中用盐酸浸泡粉煤灰，过滤，得粉煤灰浸出液；

（2）取含铁废酸，加入步骤（1）所得粉煤灰浸出液，再加入氯化锌，使得溶液中元素Zn:Al:Fe的摩尔比为1:1.0～2.5:1.0～3.5，然后加入稳定剂十水合四硼酸钠，调节pH值至4～6，搅拌，最后加入过量的过氧化氢，常温下静置熟化，得聚合锌基氯化铝铁絮凝剂。所得絮凝剂为液态。

步骤（1）中，在水浴中用盐酸浸泡粉煤灰后，粉煤灰中的氧化铝和氧化铁不断被溶出，生成[Al(H₂O)₆]Cl₃和[Fe(H₂O)₆]Cl₃，其反应方程式如下：

Al₂O₃+6HCl+9H₂O→2[Al(H₂O)₆]Cl₃

Fe₂O₃+6HCl+9H₂O→2[Fe(H₂O)₆]Cl₃。

进一步，步骤（2）中，所述十水合四硼酸钠的加入量为0.17～0.30mmol/L。加入稳定剂的作用是为了使絮凝剂稳定而不产生沉淀，加入量高于或低于该范围稳定效果均不佳。

进一步，步骤（1）中，所述粉煤灰中Al₂O₃的质量含量为22～40%，Fe₂O₃的质量含量为7～15%。粉煤灰中还含有大量的SiO₂和少量的FeO、CaO、TiO₂等，对于本发明方法，这些物质的影响不大。

进一步，步骤（1）中，所述盐酸的浓度为3～5mol/L。盐酸浓度高于或低于该范围铝、铁浸出率较低。

进一步，步骤（1）中，所述盐酸的用量为15～25mL/g粉煤灰。

进一步，步骤（1）中，所述浸泡的时间为2～4h。浸泡过程中不断测定铝、铁的浸出量，寻求铝、铁含量的最大浸出量，最后确定浸泡的时间。

进一步，步骤（2）中，所述含铁废酸是指Fe²⁺含量为3～5mol/L的酸液。