[发明专利]一种利用含铁废泥常温合成含erdite混凝剂及其处理废水的方法

说明书

本发明公开了一种利用含铁废泥常温合成含erdite混凝剂及其处理废水的方法，该含erdite混凝剂是依次通过以下方法制备得到：含铁废泥制浆；浆料的预热处理；真空干燥反应制备含erdite混凝剂；剩余上清液的循环制备。本发明避免了使用高温高压设备，投资少且维护简单，适合大批量生产，适用于含铁废泥的高效资源化利用，且制备的产品erdite混凝剂能够有效去除脱硝废水中的亚硝酸盐和重金属离子，具有明显的经济效益和环境效益。

技术领域

本发明涉及环保工程技术领域，特别涉及一种利用含铁废泥常温合成含erdite混凝剂及其处理废水的方法。

背景技术

含铁废泥的分布广泛，包括地下水厂铁泥、铝厂赤泥、电镀废泥、冷轧铁泥等等，仅有一少部分高品质含铁废泥(如铷铁硼废料)被资源化利用。含铁废泥的资源化利用方向主要包括用作吸附剂、催化剂及其载体、建筑材料。仅有少量研究涉及提取含铁废泥中的贵重金属，如赤铁矿中的钛、地下水厂铁泥中的锰、电镀废泥中的重金属等等。

含铁废泥中铁有多种存在形式，包括水铁矿、赤铁矿、钙铁榴石、钙钛榴石等，其在铁泥资源化利用中，经常存在晶相转化现象，如由水铁矿转变为磁赤铁矿和赤铁矿，或者在还原条件下由钙铁榴石转化为磁铁矿。在我们前期报道中，提出了地下水厂铁泥中水铁矿转化为erdite的新途径，其主要转化条件为温度控制在150-190℃之间和密闭高压。

环境中的erdite首次由Czamanske等人于1980年，在美国加利福尼亚州洪堡县红木溪地区的郊狼峰中被观察到，并被命名为多硫铁钠石。Erdite在碱性条件是稳定，可以在一些废弃物中观察到，例如碱性脱硫法从电池废料回收铅时产生的剩余污泥和铝土矿精炼提纯铝酸盐产生的沉淀。Erdite可以进行人工合成，利用一定的化学计量比Konnert首次通过熔融钠、硫和铁盐的方式合成了erdite，但产物以弱结晶态纤维缠绕在了一起。与熔融法类似，以硫粉、硫化钠和硫酸亚铁为原料，在170℃电热恒温干燥箱中加热蒸发，也可以得到erdite。Honma等在150℃条件下加热菱铁矿和NaHS也产生了类似的纤维状erdite，合成过程持续了2到3天。

借鉴上述erdite的方法，在高温高压条件下可以将含铁废泥中的铁氧化物，在数小时内合成高结晶的erdite。但是，高温高压条件通常需要使用昂贵的设备，这限制了erdite制备的规模。另外，含erdite的材料在水处理中的应用研究较少，仅用作吸附剂或催化剂去除水中有机物，其混凝效应尚未见到相关报道。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种利用含铁废泥常温合成含erdite混凝剂及其处理废水的方法，其在批量合成含erdite材料方面应用前景广阔，且对脱硝废水中的硝酸盐、重金属离子和有机物去除效果良好。

本发明所要解决的技术问题是通过以下技术方案来实现的：

一种利用含铁废泥常温合成含erdite混凝剂，所述含erdite混凝剂通过以下方法制备得到：

(1)含铁废泥制浆：向含铁废泥中加入Na₂S·9H₂O，Na₂S·9H₂O与含铁废泥的重量比为5:1-9:1；再加入自来水，自来水与含铁废泥的体积/重量比为15:1-40:1；30-90rpm搅拌15-60min，制成浆料1；

(2)浆料1预热处理：将浆料1放入密闭反应罐中，搅拌一定时间后升温至45-80℃，持续搅拌24-48h后，离心收集浆料1中的固体沉淀，上清液收集备用；

(3)制备含erdite混凝剂：

(31)将步骤(2)得到的上清液总体积的1/40-1/15加入到步骤(2)得到的固体沉淀中，涡旋混合10-30s，制成浆料2；

(32)将浆料2放入干燥盘中，维持真空度为0.2-0.4MPa，50℃恒温4-8h后，启动真空泵工作3-5min；