[发明专利]一种高性能无机高分子絮凝剂及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了高性能无机高分子絮凝剂及其制备方法和应用，称取煤矸石粉末和凝灰岩粉末，混合搅拌均匀，得到凝煤粉末；将凝煤粉末加入到稀酸溶液中，搅拌均匀，静置，固液分离，得到凝煤浆和含铝滤液；将凝煤浆加硫酸滴定，陈化得聚硅凝煤浆；称取高钛渣粉末、硼镁泥粉末、聚硅凝煤浆，混合，加水搅拌均匀，静置陈化得絮凝浆；向含铝滤液中滴入氢氧化钠溶液，得碱化含铝滤液；将碱化含铝滤液与絮凝浆混合，搅拌均匀，静置陈化，真空烘干，研磨得聚硅硫酸铝钛镁絮凝剂。本发明制备的絮凝剂pH适用范围广，最高可实现水体中98%COD去除率、97%总磷去除率、99%氨氮去除率、98%汞离子去除率、99%色度去除。

技术领域

本发明涉及工业废弃物资源化利用技术领域，具体涉及一种高性能无机高分子絮凝剂及其制备方法和应用。

背景技术

目前常用的无机聚硅系絮凝剂主要包括：聚硅铁混凝剂、聚硅硫酸铝絮凝剂、聚硅氯化铝、聚硅硫酸铝铁、聚硅硫酸铝锌絮凝剂、聚硅氯化铝镁、聚硅钛铁净水剂、聚硅铁镁絮凝剂等。总体而言，无机聚硅系絮凝剂是在聚硅铝絮凝剂和聚硅铁絮凝剂基础上发展起来的。

在废液处置实际应用过程中为满足去除不同污染物的特定需求，通过在聚硅系铁、铝絮凝剂制备过程中引入钛、镁、锌等羟基化离子实现不同聚硅系絮凝剂的制备剂及应用。目前针对含有多种高浓度污染物且对色度去除要求的废液，市场上现有的聚硅系絮凝剂很难在性能上满足要求。在使用过程中存在絮凝剂投加量过大、污染物絮凝去除效果较差、絮凝剂性能受水体pH变化影响大、废液浊度和色度去除不显著等问题。同时，在这些无机聚硅系絮凝剂的制备过程中通常需要额外添加硅、铝、钛、铁、镁等化学试剂，化学试剂用量大，絮凝剂制备周期较长。

相比于传统絮凝剂，含钛混凝剂可有效提升废液中色度和浊度的去除。而将镁盐引入聚合硅酸金属盐絮凝剂中有助于提高絮凝体的吸附作用。因此为解决上述聚硅系絮凝剂在制备和应用过程中存在的诸多问题，在絮凝剂制备过程中可以考虑引入低价矿物、工业原料或工业固体废弃物等材料以降低絮凝剂制备成本并可以考虑通过新的制备工艺将镁和钛离子同时胶结在聚硅系絮凝剂中以满足对水体中多种高浓度污染物和色度的同步高效去除的需求。

发明内容

发明目的：本发明所要解决的技术问题是提供了一种高性能无机高分子絮凝剂的制备方法。

本发明还要解决的技术问题是提供了一种高性能无机高分子絮凝剂。

本发明还要解决的技术问题是提供了高性能无机高分子絮凝剂在污水处理中的应用。

技术方案：为了解决上述技术问题，本发明采取了如下的技术方案：一种高性能无机高分子絮凝剂的制备方法，包括以下步骤：

1)、分别将凝灰岩、煤矸石、高钛渣、硼镁泥磨粉，过200～400目筛，得凝灰岩粉末、煤矸石粉末、高钛渣粉末和硼镁泥粉末；

2)分别称取煤矸石粉末和凝灰岩粉末，混合，搅拌均匀，得到凝煤粉末；

3)将凝煤粉末加入到硫酸溶液中，搅拌均匀，静置30～60分钟，固液分离，得到凝煤浆和含铝滤液；

4)将凝煤浆加硫酸(98％的浓硫酸)滴定，使得凝煤浆pH为1～2，陈化1～3小时，得聚硅凝煤浆；

5)分别称取高钛渣粉末、硼镁泥粉末、聚硅凝煤浆，混合，加水使得混合物含水率为60％～80％，搅拌均匀，静置陈化1～3小时，得絮凝浆；

6)向含铝滤液中滴入氢氧化钠溶液，氢氧化钠完全溶解后含铝滤液的pH为6～8，得碱化含铝滤液；

7)将碱化含铝滤液与絮凝浆混合，搅拌均匀，静置陈化3～6小时，真空烘干，研磨过200～400目筛，得聚硅硫酸铝钛镁絮凝剂。