[发明专利]一种从钢丝绳酸泥制备聚合铝铁絮凝剂的方法

说明书

技术领域

本发明属于工业污泥无害化处理和资源化利用领域，涉及一种从钢丝绳酸泥制备聚合铝铁絮凝剂的方法。

背景技术

钢丝绳生产过程中产生大量酸性废水，主要来自酸洗和磷化生产工序，内含大量重金属元素，如铁、铅和锌等，废水处理方法主要采用氢氧化物沉淀法。以石灰乳或氢氧化钠作为碱性沉淀剂，加入到废水中，通过中和作用使重金属生成不溶于水的氢氧化物沉淀而分离，形成的这些沉淀物即为钢丝绳酸洗污泥，简称酸泥，酸泥经板框压滤后进行处置。采用氢氧化钙沉淀法产生的酸泥称为钙泥，而采用氢氧化钠沉淀法产生的酸泥称为钠泥。

据调查，1吨废水经处理后的酸泥产生量约在0.02吨左右，含水率80%以上。按照我国钢丝绳企业年排放废水总量4000万吨计，区内每年产生的酸泥量达80万吨（含水率80%）。目前，少部分酸泥被堆放在各个生产厂家的厂房内，大部分酸泥被无序倾倒和填埋，对环境造成极大污染。钢丝绳酸泥的处置问题已成为影响钢丝绳行业生存的主要问题，引起国内外科研人员广泛关注。

钢丝绳酸泥属于国家严格管控的危险废物。目前主要有两种处理方法：水泥固化稳定化和高温气化去除铅。采用水泥固化稳定化方法，不仅处置成本较高，而且占用填埋场地。通过在酸泥中加入氯化物（如氯化钙、氯化铁等），在高温下通过气化方法可以去除酸泥中的铅，使酸泥转化为一般固体废物，再进行填埋处置。以上两种方法均是按照废弃物处置的思路处理钢丝绳酸泥，对于酸泥中含有的铁、铝等金属元素没有充分利用，不仅浪费资源，而且还要占用填埋场地。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种从钢丝绳酸泥制备聚合铝铁絮凝剂的方法，既可以实现钢丝绳酸泥的无害化和减量化，还可以实现其资源化利用的目的。

为解决上述问题，本发明采用如下技术方案：

分别采用盐酸和硫酸作为萃取剂，提取钙泥和钠泥中的金属铁离子和铝离子，通过离子交换树脂去除其中的铅离子，将提取液进一步加工为聚合铝铁絮凝剂，实现了钙泥和钠泥的资源化利用。通过在钙泥残渣和钠泥残渣中加入水泥进行固化，实现残渣中重金属的稳定化和无害化。采用去离子水对饱和后的离子交换树脂实施再生过程，采用氢氧化钠溶液对再生过程产生的废水进行处理，实现废水达标排放。

具体步骤为：

1）、制备钠泥和钙泥的酸性提取液：按照钠泥:硫酸溶液=1:1~5的质量比，将含水率为75~80%的钠泥加入质量浓度为10~50%的硫酸溶液中，室温下搅拌反应30~60分钟，经板框压滤去除钠泥残渣A，得到钠泥的硫酸提取液A；按照钙泥:盐酸=1:1~5的质量比，将含水率为75~80%的钙泥加入质量浓度为10~30%的盐酸溶液中，室温下搅拌反应30~60分钟，经板框压滤去除钙泥残渣B，得到钙泥的盐酸提取液。

2）、盐酸提取液净化：将钙泥的盐酸提取液经过离子交换树脂处理30~60分钟后，得到除铅后的钙泥盐酸提取液B。

3）、聚合铝铁絮凝剂制备：将钠泥的硫酸提取液A与除铅后的钙泥盐酸提取液B按照体积比1:1混合，得到提取液混合C；按照铝屑:盐酸=1:10~15的质量比，将铝屑加入质量浓度为10~30%的盐酸溶液中，反应30~60分钟，得到三氯化铝溶液；按照三氯化铝溶液:提取液混合C=1:2~4的体积比，将三氯化铝溶液加入提取液混合C中，室温下搅拌反应30~60分钟，得到聚合铝铁絮凝剂，其中Al₂O₃+Fe%质量浓度为6~8%，铅离子质量浓度低于10ppm。

4）、残渣固化稳定化：将钠泥残渣A与钙泥残渣B混合，得到残渣C，按照残渣C:水泥=1:0.05~0.2的质量比，加入水泥，搅拌均匀，加工成水泥砌块，养护28小时，残渣C中的重金属铅和锌被固化稳定化，成为惰性固体。

（5）离子交换树脂再生与废水处理：采用去离子水对饱和后的离子交换树脂实施再生过程，再生时间为2~3小时；在再生过程产生的废水中加入质量浓度为5~30%的氢氧化钠溶液，调节pH=5~7，反应30分钟，经板框压滤去除氢氧化物沉淀后，达标排放。

本发明所述酸洗钙泥中的总铁质量浓度为10~15%，总铅质量浓度为0.1~0.3%，钙离子质量浓度为10~16%；所述酸洗钠泥中的总铁质量浓度为30~40%，总铅质量浓度为0.3~0.5%，钙离子质量浓度为0.2~0.5%。