[发明专利]一种聚硅丙烯酸铝铈絮凝剂及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种聚硅丙烯酸铝铈絮凝剂及其制备方法和应用，将凝灰岩研磨，过筛，得凝灰岩粉末；分别称取铝灰和凝灰岩粉末混合，搅拌均匀，得凝灰岩混合粉末；分别称取水和凝灰岩混合粉末混合，搅拌均匀，得凝灰浆；向凝灰浆中加入浓硫酸，搅拌均匀，使得浆液pH为1~2，陈化3~6个小时，得硅铝聚合浆；向硅铝聚合浆中加入丙烯酸，搅拌均匀，陈化1~3小时，得丙烯酸混合硅铝聚合浆；称取硝酸铈铵与丙烯酸混合硅铝聚合浆，混合，搅拌均匀，20~80℃温度条件下陈化6~12小时，真空烘干，研磨，过200~400目筛，得聚硅丙烯酸铝铈絮凝剂。本发明制备成的絮凝剂可高效去除水体中多种重金属污染物，用药剂量少，重金属去除率高。

技术领域

本发明涉及非金属矿凝灰岩资源化利用技术领域，具体涉及一种聚硅丙烯酸铝铈絮凝剂及其制备方法和应用。

背景技术

凝灰岩是一种火山碎屑岩，内含大量活性硅铝物质。相对于膨润土、珍珠岩、沸石等硅铝盐系非金属矿，凝灰岩市场售价更低。目前，凝灰岩资源化利用途径较窄，多数作为粗、细集料使用。少数企业利用凝灰岩生产混凝土用掺和料和水泥生料来使用。总体而言凝灰岩效果好有限，资源利用率较低。因此有必要研发凝灰岩其它用途，开拓凝灰岩使用路径，提高凝灰岩资源利用率，增加经济效益。

目前化工、冶金、制药等企业的工业废液乱排问题突出。砷、汞、铬、镍等重金属污染物易随着废液被非法排放，从而污染周边土壤、河流、地下水，造成生态环境的变化。通过絮凝-混凝的方式将重金属从废液中去除是处置工业废液最常用的方法之一。市面上常用的絮凝剂包括无机絮凝剂和有机絮凝剂，具体包括聚合氯化铝(PAC)、聚合硫酸铝(PAS)、聚合氯化铁(PFC)以及聚合硫酸铁、聚丙烯酰胺(PAM)等。然而，使用当前絮凝剂处置重金属污染废液，存在絮凝剂用量大、重金属去除率低、适用的重金属种类少、絮凝速度慢、过滤难等问题。

为解决上述问题，利用凝灰岩自身硅铝盐性特征，研发一种新型、高效、适用多种重金属去除的絮凝剂是解决上述问题的关键。

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聚硅丙烯酸铝铈絮凝剂的制备方法。

本发明还要解决的技术问题是提供了聚硅丙烯酸铝铈絮凝剂及其应用。

为了解决上述技术问题，本发明采取了如下的技术方案：一种聚硅丙烯酸铝铈絮凝剂的制备方法，包括以下步骤：

1)将凝灰岩研磨，过200～400目筛，得凝灰岩粉末；

2)分别称取铝灰和凝灰岩粉末，混合，搅拌均匀，得凝灰岩混合粉末；

3)分别称取水和凝灰岩混合粉末，混合，搅拌均匀，得凝灰浆；

4)向凝灰浆中加入浓硫酸，搅拌均匀，使得浆液pH为1～2，陈化3～6个小时，得硅铝聚合浆；

5)向硅铝聚合浆中加入丙烯酸，搅拌均匀，陈化1～3小时，得丙烯酸混合硅铝聚合浆；

6)称取硝酸铈铵与丙烯酸混合硅铝聚合浆，混合，搅拌均匀，20～80℃温度条件下陈化6～12小时，真空烘干，研磨，过200～400目筛，得聚硅丙烯酸铝铈絮凝剂。

其中，所述步骤2)铝灰和凝灰岩粉末的质量比1～3∶10。

其中，所述步骤3)中水和凝灰岩混合粉末液固比0.6～1∶1mL/mg。

其中，所述步骤5)丙烯酸与硅铝聚合浆体积比10％～20％。

其中，所述步骤6)硝酸铈铵与丙烯酸混合硅铝聚合浆质量比5～15∶100。

本发明内容还包括所述的制备方法制得的聚硅丙烯酸铝铈絮凝剂。

本发明内容还包括所述的聚硅丙烯酸铝铈絮凝剂在污水处理中的应用。