[发明专利]一种利用钛板酸洗废液和钢铁酸洗废液联合制备聚硅酸钛铁絮凝剂的方法及应用

说明书

本发明涉及一种利用钛板酸洗废液和钢铁酸洗废液联合制备聚硅酸钛铁絮凝剂的方法及应用，属于絮凝剂技术领域。本发明利用Na₂SiO₃溶液、pH缓冲剂和硫酸活化得到聚硅酸溶液，然后将钛板酸洗废液加入到聚硅酸溶液中反应得到反应体系A，在反应体系A中加入钢铁酸洗废液并在室温、搅拌条件下反应即得聚硅酸钛铁絮凝剂；本发明中钛板酸洗废液和钢铁酸洗废液资源的优化利用，可以减轻厂家处理废液的经济负担，为高性能聚硅酸钛铁的制备找到价格低廉的金属源，还可以为大规模处理江河中的悬浮物，快速高效地净化水体提供条件，创造更多的利润。

技术领域

本发明涉及一种利用钛板酸洗废液和钢铁酸洗废液联合制备聚硅酸钛铁絮凝剂的方法及应用，属于絮凝剂技术领域。

背景技术

絮凝沉淀法是在水处理中被广泛使用的一种预处理方法。早期使用的絮凝剂是活化硅酸，利用其可以产生吸附架桥和网捕卷扫作用来吸附脱稳的微小胶体颗粒物质，最后聚集成一个网状的絮凝体，在絮体沉降过程中网捕卷扫一部分水中的胶体颗粒物质一同沉降，从而起到净化水体的作用。但其存在易成冻、投加困难等缺点。

钛板酸洗废液酸与钢铁酸洗废液酸性强，其中Ti⁴⁺ 、Fe²⁺、Fe³⁺等离子含量高，该类废液由于高腐蚀性已被列入《国家危险废物名录》，直接排放不仅严重污染环境，而且造成极大地资源浪费。目前对酸洗废液的处理应用的一般的是用石灰乳调节pH，同时生成沉淀物，处理难度大，且对废液中的废酸和金属利用率极低，而且还需要企业投入大量的资金和人力。

目前，尚未有采用钛板酸洗废液和钢铁酸洗废液联合制备聚硅酸钛铁絮凝剂的方法。

发明内容

针对现有钛板酸洗废液与钢铁酸洗废液不容易处理和现有絮凝剂絮凝效果较差、有毒等问题，本发明提供一种利用钛板酸洗废液和钢铁酸洗废液联合制备聚硅酸钛铁絮凝剂的方法及应用，本发明聚硅酸钛铁絮凝剂的合成方法简单快捷，不需要额外添加钛盐与铁盐等纯物质来引进Ti⁴⁺、Fe³⁺，并且常温下就可以制备，制备条件温和，操作简单；直接利用了钛板酸洗废液中的Ti⁴⁺与钢铁酸洗废液中的Fe³⁺，含钛废液与含铁废液的酸度也提高活化硅酸的稳定性，本发明制备的聚硅酸钛铁絮凝剂无毒，形成的絮体大，卷扫作用强，处理模拟江河水时除浊效果良好，并且不会提高水体的色度。本发明中钛板酸洗废液和钢铁酸洗废液资源的优化利用，可以减轻厂家处理废液的经济负担，为高性能聚硅酸钛铁的制备找到价格低廉的金属源，还可以为大规模处理江河中的悬浮物，快速高效地净化水体提供条件，创造更多的利润。

一种利用钛板酸洗废液和钢铁酸洗废液联合制备聚硅酸钛铁絮凝剂的方法，具体步骤如下：

（1）将Na₂SiO₃溶解于去离子水中配制成Na₂SiO₃溶液；将pH缓冲剂加入到稀硫酸溶液中混合均匀得到pH缓冲剂-硫酸溶液；

（2）将步骤（1）的Na₂SiO₃溶液逐滴加入到pH缓冲剂-硫酸溶液中并在室温、搅拌条件下活化1~6h得到聚硅酸溶液；将钛板酸洗废液逐滴加入到聚硅酸溶液中并在搅拌条件下反应0.1~1h得到反应体系A；

（3）将pH缓冲剂加入到盐酸溶液A中混合均匀得到pH缓冲剂-盐酸溶液，将氧化剂加入到盐酸溶液B中混合均匀得到氧化剂-盐酸溶液，在钢铁酸洗废液中加入pH缓冲剂并在温度为55~65℃条件下搅拌均匀得到pH缓冲剂-铁液；将pH缓冲剂-盐酸溶液逐滴加入到pH缓冲剂-铁液中并在温度为55~65℃条件下搅拌均匀得到pH缓冲剂-盐酸-铁溶液体系；在温度为55~65℃搅拌条件下，将氧化剂-盐酸溶液缓慢加入到pH缓冲剂-盐酸-铁溶液体系中反应使pH缓冲剂-盐酸-铁溶液体系中的Fe²⁺离子完全氧化成Fe³⁺得到pH缓冲剂-氧化铁液；