[发明专利]利用聚乙烯醇生产过程废硫酸和粉煤灰制备聚合硫酸硅酸铝铁复合混凝剂的方法

权利要求书

1.一种利用聚乙烯醇生产过程废硫酸和粉煤灰制备聚合硫酸硅酸铝铁复合混凝剂的方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)将粉煤灰与水按质量比为1.5～2∶1混合加入球磨罐中，然后按球料质量比为5～10∶1加入研磨介质球磨2～4h，其中小球与大球的质量比为6～10∶1；然后球料分离，洗涤球磨介质，备用；

(2)将步骤(1)所得研磨物料转入反应器中，开启搅拌，按粉煤灰与废硫酸的质量比为1∶0.64～0.92加入废硫酸，在85～95℃下反应2～4h；过滤，加水洗涤3～5次，第1次洗涤水与滤液合并作为反应溶液，即酸浸液A，其余各次的洗涤水收集起来作为研磨用水和研磨介质的洗涤水，洗净的滤渣作为下一步的反应原料；

(3)将步骤(2)的滤渣转入到反应釜中，按氢氧化钠、水与粉煤灰的质量比为1～1.1∶1.2～1.5∶1加入氢氧化钠和水，然后密闭反应釜，在125～135℃下反应2～4h；冷却至室温，再加入反应时所加水质量1～1.5倍的水稀释，然后过滤去除不溶性的废渣，滤液作为下一步反应的溶液，即碱转化液B；

(4)将步骤(2)所得酸浸液A转入到反应器中，然后在搅拌下缓慢滴加碱转化液B至溶液pH为2.5～4，在60～90℃下反应4～6h；自然降温至室温，陈化18～24h，即得聚合硫酸硅酸铝铁复合混凝剂。

2.根据权利要求1所述的利用聚乙烯醇生产过程废硫酸和粉煤灰制备聚合硫酸硅酸铝铁复合混凝剂的方法，其特征在于，步骤(1)中，粉煤灰的有效成分的质量百分数为：SiO₂为50.0～55.0％，Al₂O₃为27.0～35.0％，Fe₂O₃为8.0～11.0％，CaO为3～5％，MgO为1～3％，烧失量为3.0～8.0％。

3.根据权利要求1所述的利用聚乙烯醇生产过程废硫酸和粉煤灰制备聚合硫酸硅酸铝铁复合混凝剂的方法，其特征在于，步骤(1)中，球磨介质为不锈钢球、刚玉球、氧化锆球或陶瓷球，小球直径为2.5mm，大球直径为10mm，球磨在500～600r/min转速下进行，球磨介质采用球磨时所加水质量1～1.5倍的水洗涤。

4.根据权利要求1所述的利用聚乙烯醇生产过程废硫酸和粉煤灰制备聚合硫酸硅酸铝铁复合混凝剂的方法，其特征在于，步骤(2)中，废硫酸为聚乙烯醇生产过程中产生的废硫酸，其中各成分的质量百分数为：硫酸85.0～90.0％，水5～6％，其它杂质为4～10％。

5.根据权利要求1所述的利用聚乙烯醇生产过程废硫酸和粉煤灰制备聚合硫酸硅酸铝铁复合混凝剂的方法，其特征在于，所用的水为自来水或蒸馏水。

6.根据权利要求1所述的利用聚乙烯醇生产过程废硫酸和粉煤灰制备聚合硫酸硅酸铝铁复合混凝剂的方法，其特征在于，步骤(2)和步骤(4)中，反应器为带有机械搅拌、滴液漏斗和回流装置的耐酸反应器；步骤(3)中，反应釜为耐压反应釜，设计工作压力不低于1MPa。

7.根据权利要求1所述的利用聚乙烯醇生产过程废硫酸和粉煤灰制备聚合硫酸硅酸铝铁复合混凝剂的方法，其特征在于，所述的聚合硫酸硅酸铝铁复合混凝剂，其盐基度B≥20％，总铁的质量百分数为0.85～1.15％，总铝的质量百分数为2.2～4.5％，总硅的质量百分数为3.5～4.1％，密度ρ≥1.2g/cm³。