[发明专利]一种聚磷氯化铁铝絮凝剂的制备方法

说明书

本发明公开了一种聚磷氯化铁铝絮凝剂的制备方法，称取铝灰粉和磷铁粉混匀，得磷铁铝混合粉末；称取氯化钠和氢氧化钠溶于水，得碱液；将磷铁铝混合粉末加入碱液中混匀，得磷铁铝碱液浆体；对磷铁铝碱液浆体进行低温等离子体照射的同时进行搅拌和曝入空气处理，得聚磷氯化铁铝絮凝剂浆体；将聚磷氯化铁铝絮凝剂浆体烘干、研磨，得聚磷氯化铁铝絮凝剂。本发明将铝灰粉和磷铁粉用于制备聚絮凝剂，实现对废弃资源的回收利用；絮凝剂可实现对废水中锌、铜、铅、镉、铬、镍、砷和镍多种金属离子污染物的高效去除；絮凝剂可实现对2～12较宽pH范围的废水中重金属污染物的高效去除；制备方法简单，避免了传统技术需要外加氧化剂的问题。

技术领域

本发明涉及无机高分子絮凝剂的制备方法，尤其涉及一种聚磷氯化铁铝絮凝剂的制备方法。

背景技术

水污染问题日益突出，亟待解决，混凝处理因其操作工艺简单和成本低的优势逐渐成为废水处理中重要的工艺，通过向废液中添加定量絮凝剂，辅以pH调节和搅拌，即可实现对废液中污染物的去除。絮凝剂按照化学成分总体可分为无机絮凝剂和有机絮凝剂两类，其中无机絮凝剂又包括无机凝聚剂和无机高分子絮凝剂。

无机高分子絮凝剂是通过羟基诱发金属离子聚合并引入硅、磷、氨等非金属离子抑制沉淀生成的一种聚合态物质。目前，常见的无机絮凝剂包括：聚合硫酸铁、聚合硫酸铝铁、聚磷硫酸铝铁、聚合氯化铝、聚合氯化铝铁、聚磷氯化铝铁、聚硅硫酸铁等。然而在制备这些无机絮凝剂时涉及多个添料步骤，一方面需要向反应槽中分别加入大量铁盐、铝盐、磷盐、氧化剂和酸碱调节液等，另一方面还需要额外设置热源以保证基元反应的水解、聚合效果。无机絮凝剂合成过程中多步骤添料环节和热源的设置不仅会增加絮凝剂合成制备成本也增加了操作现场扬尘和热伤害风险。

铁基无机絮凝剂在制备过程中通常会用到一些氧化剂(如双氧水、高锰酸钾)，不仅这些氧化剂的备案、购买、运输、使用过程较为繁琐，同时在聚合过程中利用外加氧化剂氧化聚合态的铁基材料效果较差。目前常见的无机絮凝剂在使用过程中还存在pH适用范围较窄、混絮除污效果差、可去除重金属污染物种类少等问题。

发明内容

发明目的：针对以上问题，本发明提出一种利用工业废弃物磷铁粉和铝灰粉制备聚磷氯化铁铝絮凝剂的方法，可实现在较宽pH范围内对废水中多种重金属污染物的高效去除。

技术方案：本发明所述的一种聚磷氯化铁铝絮凝剂的制备方法，称取铝灰粉和磷铁粉，混匀，得磷铁铝混合粉末；称取氯化钠和氢氧化钠，溶于水，得碱液；将磷铁铝混合粉末加入碱液中混匀，得磷铁铝碱液浆体；对磷铁铝碱液浆体进行低温等离子体照射的同时进行搅拌和曝入空气处理，得聚磷氯化铁铝絮凝剂浆体；将聚磷氯化铁铝絮凝剂浆体烘干、研磨，得聚磷氯化铁铝絮凝剂。

优选的，所述铝灰粉与磷铁粉的质量比为0.4～1.0:1，综合重金属污染物的去除率和成本，进一步优选为0.4～0.8:1，质量比可以为0.4:1、0.6:1或0.8:1。

优选的，所述氯化钠与氢氧化钠的质量比为1～4:10，综合重金属污染物的去除率和成本，进一步优选为1～3:10，质量比可以为1:10、2:10或3:10。

优选的，所述碱液中氢氧化钠的浓度为0.5～1.0mol/L，所述碱液与磷铁铝混合粉末的液固比为2～3:1。

优选的，所述低温等离子体照射的电压为30～100KV，综合重金属污染物的去除率和成本，进一步优选为为30～90KV，可以为30KV、60KV或90KV。

优选的，所述搅拌速率为60～120min，1～5h后停止低温等离子照射、搅拌和曝气处理。

低温等离子体照射处理时，电极释放的高能电子通过激发、电离、离解方式与气体分子发生作用，诱发大量自由基粒子产生并伴随紫外光、微波辐射、冲击波以及热解现象出现。