[发明专利]一种利用铝土矿和凝灰岩制备碳量子加载聚硅铝铁絮凝剂的方法

说明书

本发明公开了一种利用铝土矿和凝灰岩制备碳量子加载聚硅铝铁絮凝剂的方法，包括以下步骤：配制柠檬酸水溶液，再与铝土矿粉末混合，搅拌，过滤，得到的液体部分为柠檬酸铝铁溶液；配制二甲基脲水溶液，与柠檬酸铝铁溶液混合，得到脲掺柠檬酸铝铁溶液；将氢氧化钠与凝灰岩粉末混合，得到碱掺凝灰岩；将水与碱掺凝灰岩混合，然后加热，过滤，得到的液体部分为含硅溶液；再与脲掺柠檬酸铝铁溶液混合，得到脲掺含硅柠檬酸铝铁溶液；滴入硫酸溶液，得到酸性脲掺含硅柠檬酸铝铁溶液；进行低温等离子体照射，得到碳掺聚硅铝铁混合液；烘干，得到碳量子加载聚硅铝铁絮凝剂。本发明制备工艺简单，制备原料来源广泛，实现了铝土矿和凝灰岩高值化。

技术领域

本法明属于功能性材料研发领域，尤其涉及一种利用铝土矿和凝灰岩制备碳量子加载聚硅铝铁絮凝剂的方法。

背景技术

可饮用水源是国家战略资源，关系到国泰民安与社会稳定运行发展。然而，近些年来随着工业化进程不断推进，我国水污染问题日益突出并逐渐影响到居民生活与经济可持续发展。尤其在我国工矿业发展前期，对工矿业污水的不当处置，造成我国大片区域的地表、地下水承受不同程度的污染问题。因此，对工矿业废水进行合理处置不仅关乎当地区域环保问题也对推动社会绿色可持续发展显得必不可少且尤为关键。

生化处置法是当前处置工矿业废水最经济和最可靠的方法之一。将工矿业废水导入生化池进行生化处置前需对工矿业废水进行适当地预处置，以去除污水不可降解杂质及对活性污泥中微生物有强烈毒害作用的元素(例如：重金属元素、镧系元素、锕系放射性同位素)。向工矿业废水中加入适量絮凝剂以实现废水预处理是目前最常规操作。然而，目前应用絮凝剂预处置工矿业废液，即使通过调配混凝剂和优化加药工艺方式也很难有效去除废液中的某些毒害性元素。这不仅会使得生化净水效应显著降低，而且还会造成活性污泥中毒，产生大量次生污染物。

因此基于上述分析，基于常规材料研发新型高效的絮凝剂以解决工矿业废水预处置过程中存在的毒害性元素难去除问题对实现工矿业废水高效处置显得尤为关键。

发明内容

本发明的目的是提供一种利用铝土矿和凝灰岩制备碳量子加载聚硅铝铁絮凝剂的方法，以解决工矿业废水预处置过程中存在的毒害性元素难去除的问题。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种利用铝土矿和凝灰岩制备碳量子加载聚硅铝铁絮凝剂的方法，包括以下步骤：

(1)将柠檬酸加入水中，搅拌至柠檬酸完全溶解，配制得到柠檬酸水溶液；

(2)将铝土矿粉末与步骤(1)配制的柠檬酸水溶液混合，搅拌，过滤，得到的液体部分为柠檬酸铝铁溶液；

(3)将二甲基脲加入水中，搅拌至二甲基脲完全溶解，配制得到二甲基脲水溶液；

(4)将步骤(3)配制的二甲基脲水溶液与步骤(2)得到的柠檬酸铝铁溶液混合，得到脲掺柠檬酸铝铁溶液；

(5)将氢氧化钠与凝灰岩粉末混合，得到碱掺凝灰岩；

(6)将水与步骤(5)得到的碱掺凝灰岩混合，然后加热，过滤，得到的液体部分为含硅溶液；

(7)将步骤(4)得到的脲掺柠檬酸铝铁溶液与步骤(6)得到的含硅溶液混合，得到脲掺含硅柠檬酸铝铁溶液；

(8)向步骤(7)得到的脲掺含硅柠檬酸铝铁溶液滴入硫酸溶液，得到酸性脲掺含硅柠檬酸铝铁溶液；

(9)对步骤(8)得到的酸性脲掺含硅柠檬酸铝铁溶液进行低温等离子体照射，得到碳掺聚硅铝铁混合液；

(10)将步骤(9)得到的碳掺聚硅铝铁混合液烘干，得到碳量子加载聚硅铝铁絮凝剂。

优选的，所述步骤(1)中，柠檬酸水溶液的质量分数为20％～60％。