[发明专利]用粉煤灰和钒钛磁铁矿制备絮凝剂的方法

说明书

本发明属于废弃物利用技术领域，具体涉及一种用粉煤灰和钒钛磁铁矿制备絮凝剂的方法。针对现有采用粉煤灰制备絮凝剂的方法流程长、成本高，絮凝效果差的问题，本发明提供了一种用粉煤灰和钒钛磁铁矿制备絮凝剂的方法，步骤如下：a、将钒钛磁铁矿粉碎，备用；b、取钒钛磁铁矿，溶于NaOH溶液中，反应60～90min，取上层清液A；c、取粉煤灰，加入体积比为1～3︰1的HCl和H₂SO₄，再加入NaCl，在25～35℃下恒温磁力搅拌0.5～2.5h，得酸处理的粉煤灰混合物，取上层清液B；d、将A液和B液按体积比1～5︰1混匀，再在80～150℃下蒸发结晶，得到聚硅酸盐絮凝剂。本发明制备了一种聚硅酸盐絮凝剂，综合了铝系和铁系絮凝剂的优点，絮凝效果好；制备流程简单，成本低。

技术领域

本发明属于固体废弃物利用技术领域，具体涉及一种用粉煤灰和钒钛磁铁矿制备絮凝剂的方法。

背景技术

絮凝剂是指能够产生絮状物，并可通过吸附、桥架、交联等作用使溶液中的不溶性物质、胶体或悬浮物颗粒去除的一类物质。主要包括天然絮凝剂，无机高分子絮凝剂，有机合成高分子絮凝剂和微生物絮凝剂等。无机絮凝剂，主要包括硅酸盐、铝盐、铁盐及其水解聚合物等，其来源广泛，工艺简单、无毒、廉价，在废水处理和富营养化问题上优于生物效应，因而在实际生产过程中，无机絮凝剂应用较多。

燃煤发电厂在发电过程中产生的固体废物粉煤灰，其主要成分SiO₂和Al₂O₃约占其总重量的57%～95%。2015年，我国共产生粉煤灰6.3亿吨，预计到2020年将达到9.2亿吨。如果粉煤灰能得到充分利用，不仅可以净化环境，还可以节约大量资源。从早期的更高分子质量的聚硅酸盐类絮凝剂，到聚合Al、Si、Fe聚合物以及各种复合型无机高分子絮凝剂，它们仍然是当前研究和应用的热点。利用富含Al、Si、Fe的废弃矿物资源（如粉煤灰、煤矸石、硫铁矿烧渣等）来制取无机复合高分子絮凝剂，既降低了成本，又可综合利用废弃物，具有较大的社会意义和经济效益。

为了充分利用粉煤灰，可采用粉煤灰制备絮凝剂。

如专利CN107934978A公开了一种粉煤灰制备无机聚合絮凝剂的方法，采用粉煤灰碱性锻烧，氢氧化钠溶液浸取分离SiO₂和Al，浸出液酸化调值，分离得到聚硅酸铝，氢氧化钠溶液浸取渣酸浸，酸浸液蒸发浓缩，调值，聚合得到硫酸铁液体产品。

专利CN103408117A公开了一种利用粉煤灰生产聚硅酸铝铁絮凝剂的简易方法，按照碱灰比1.2向粉煤灰加入固体，研磨混合均匀后在马弗炉中以750℃焙烧1.5h，停炉自然冷却后备用。选用2mol/LHCl，以液固比15mL/g常温下对焙烧产物进行酸浸，搅拌溶解（无剩余残渣），可获得H₂SiO₃、氯化铝和氯化铁混合溶液。调整浸出液Si:Al(mol:mol)为1:0.4、Si:Fe(mol:mol)为1:0.8、pH值为1.5，在带聚四氟乙烯内衬的反应釜中控制温度为50℃，熟化2h即得液体聚硅酸铝铁絮凝剂，经40℃干燥后可得固体产品。

专利CN101182061A公开了一种用粉煤灰和高岭土生产高效复合聚硅酸铝铁絮凝剂的方法，将粉煤灰、高岭土、生石灰和水按一定比例充分混合后在50～120摄氏度温度条件下加温4～8小时自然冷却后过滤，滤液调pH值至6～10得滤液I；所得滤渣中加入浓度为36.7%的工业盐酸混匀后在50～120摄氏度温度条件下加温4～8小时自然冷却后过滤，得滤液II；滤液I和滤液II按体积比1:1混合，搅拌，调pH值至3～5，静置后得到本发明所制备的液体产品。

上述采用粉煤灰制备絮凝剂的技术多是先煅烧，再酸浸或碱浸，操作流程较长，且风险和成本相对较高。