本發(fā)明涉及一種利用廢鋁灰渣制備復(fù)合凈水劑的方法，屬于凈水劑制備技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

鋁灰主要生成于氧化鋁經(jīng)熔鹽電解生產(chǎn)鋁的過程中，由于操作和測(cè)定器具的攜帶、陽極更換、出鋁、鑄錠以及電解槽大修等原因，會(huì)產(chǎn)生大量的鋁渣。一般每生產(chǎn)1噸鋁要產(chǎn)生3050千克鋁渣鋁灰。近年來，我國鋁生產(chǎn)能力及產(chǎn)量大幅度增加。再次，廢鋁再生并重新加工制品的回收率一般為75%～85%。再生1噸廢鋁將產(chǎn)生150～250千克鋁渣鋁灰。鋁灰渣是一種可再生資源，但一直沒得到足夠的重視，成為破壞環(huán)境的因素之一。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，廢鋁灰渣蓄積量逐年大幅度增加，如果不尋找經(jīng)濟(jì)有效并且環(huán)保的方法加以治理，其對(duì)環(huán)境的嚴(yán)重威脅將越來越突顯。我國目前鋁灰渣處理回收率低，能量消耗大，研究和開發(fā)將工業(yè)鋁灰渣回收制備其他物質(zhì)，對(duì)于提高經(jīng)濟(jì)效益，保護(hù)生態(tài)環(huán)境具有重要的現(xiàn)實(shí)意義和實(shí)用價(jià)值。

凈水劑就是投放入水中能和水中其它雜質(zhì)產(chǎn)生反應(yīng)的藥劑。主要是起到凈水的目的。目前通常采用粉煤灰生產(chǎn)凈水劑，但是該方法由于粉煤灰生產(chǎn)溫度高，其中的鋁元素很難用強(qiáng)酸浸出，需加助溶劑氟化物才能提高鋁的提出率，由于引進(jìn)氟化物提高了處理成本，且生產(chǎn)凈水劑過程中會(huì)產(chǎn)生新的固體廢物，該固體廢物又是生產(chǎn)硅酸鈉的原料，或生產(chǎn)白碳黑及沸石的原料，其后序工藝需新的設(shè)備及原料，后期處理復(fù)雜且成本高。因此研究出一種利用廢鋁灰渣制備凈水劑的方法，具有重要的實(shí)用價(jià)值。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題：針對(duì)目前鋁灰渣處理回收率低，能量消耗大，污染環(huán)境，且目前的凈水劑在凈水過程中會(huì)產(chǎn)生新的固體廢物，后期處理復(fù)雜、成本高的弊端，提供了一種以廢鋁灰渣為原料，與蒸餾水混合后過濾風(fēng)干，加入石灰石粉末煅燒粉碎成顆粒，與硫酸、二氧化錳加熱混合，靜置過濾得濾液，加入硫酸鐵和甘油加熱攪拌，再加入氧化鈉水解聚合，靜置熟化，與蒸餾水混合攪拌直至無沉淀產(chǎn)生，過濾得過濾物，經(jīng)烘干粉碎制得復(fù)合凈水劑的方法。本發(fā)明對(duì)鋁灰渣處理回收率高，所得產(chǎn)品在凈水過程中無任何新的固體廢物產(chǎn)生，凈水效果好。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下所述的技術(shù)方案是：

（1）取1～3kg的廢鋁灰渣放入容器中，向其中加入蒸餾水淹沒廢鋁灰渣2～3cm，以轉(zhuǎn)速200～300r/min，攪拌20～30min后過濾，然后將過濾后的廢鋁灰渣放入風(fēng)干機(jī)中進(jìn)行風(fēng)干，隨后按質(zhì)量比2:1，與60目石灰石粉末混合均勻；

（2）將上述的混合物放入煅燒爐中進(jìn)行煅燒，溫度控制為700～800℃，煅燒1～2h，然后使用溫度為0～5℃的氫氣對(duì)其進(jìn)行降溫至室溫，隨后將冷卻后得到的預(yù)處理的廢鋁灰渣放入粉碎機(jī)中進(jìn)行粉碎，過標(biāo)準(zhǔn)篩得80～100目顆粒物；

（3）將上述所得的顆粒物放入容器中，向其中加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為65～70％的硫酸溶液淹沒顆粒物2～4cm，同時(shí)加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30％的雙氧水，加入量為硫酸溶液體積的20～30％，攪拌均勻后，再向其中加入二氧化錳，加入量為廢鋁灰渣質(zhì)量的2～4％，然后對(duì)容器進(jìn)行加熱，加熱至溫度為70～80℃，轉(zhuǎn)速設(shè)定為160～210r/min；

（4）待上述攪拌2～5h后，降溫至40～50℃，使用氮?dú)鈱⑷萜鲀?nèi)的空氣排出，密封容器，靜置30～40min后過濾，收集過濾液，將所得的過濾液放入三口燒瓶中，再分別向其中加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為55％的硫酸鐵溶液，加入量為過濾液體積的70～80％，及600～900ml甘油，然后對(duì)三口燒瓶進(jìn)行加熱，加熱至溫度為110～120℃，同時(shí)以150～180r/min的轉(zhuǎn)速進(jìn)行攪拌；

（5）待上述加熱攪拌2～4h后，向其中加入100～200g氧化鈉，加入速度為3～5g/min，氧化鈉加入完畢，水解聚合1～2h后停止加熱，靜置熟化20～26h，得淺紅棕色液體，向其中加入溫度為5～10℃的蒸餾水，攪拌直至無沉淀物產(chǎn)生，隨后進(jìn)行過濾，收集過濾物，將過濾物放入烘箱中烘干，再放入粉碎機(jī)中進(jìn)行粉碎，過標(biāo)準(zhǔn)篩得40～80目顆粒，即可得到復(fù)合凈水劑。

本發(fā)明的應(yīng)用方法：將本發(fā)明所制得的復(fù)合凈水劑投入原水濁度300～500ntui污水中，投入量為3～5mg/l，在轉(zhuǎn)速為200～400r/min下攪拌20～30min，再降低轉(zhuǎn)速為80r/min攪拌10～20min，靜置1～2h，檢測(cè)出水ss≦16mg/l，出水濁度為20～25ntui，在凈水過程中無任何新的固體廢物產(chǎn)生。

本發(fā)明與其他方法相比，有益技術(shù)效果是：

（1）本發(fā)明充分利用廢鋁灰渣制備凈水劑，不僅解決了環(huán)境污染問題，也實(shí)現(xiàn)了資源的可持續(xù)利用；

（2）所得凈水劑在凈水過程中無任何新的固體廢物產(chǎn)生，后期處理簡(jiǎn)單、成本低，凈水率高于其他凈水劑32%以上。

具體實(shí)施方式

首先取1～3kg的廢鋁灰渣放入容器中，向其中加入蒸餾水淹沒廢鋁灰渣2～3cm，以轉(zhuǎn)速200～300r/min，攪拌20～30min后過濾，然后將過濾后的廢鋁灰渣放入風(fēng)干機(jī)中進(jìn)行風(fēng)干，隨后按質(zhì)量比2:1，與60目石灰石粉末混合均勻；然后將上述的混合物放入煅燒爐中進(jìn)行煅燒，溫度控制為700～800℃，煅燒1～2h，然后使用溫度為0～5℃的氫氣對(duì)其進(jìn)行降溫至室溫，隨后將冷卻后得到的預(yù)處理的廢鋁灰渣放入粉碎機(jī)中進(jìn)行粉碎，過標(biāo)準(zhǔn)篩得80～100目顆粒物；再將上述所得的顆粒物放入容器中，向其中加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為65～70％的硫酸溶液淹沒顆粒物2～4cm，同時(shí)加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30％的雙氧水，加入量為硫酸溶液體積的20～30％，攪拌均勻后，再向其中加入二氧化錳，加入量為廢鋁灰渣質(zhì)量的2～4％，然后對(duì)容器進(jìn)行加熱，加熱至溫度為70～80℃，轉(zhuǎn)速設(shè)定為160～210r/min；待上述攪拌2～5h后，降溫至40～50℃，使用氮?dú)鈱⑷萜鲀?nèi)的空氣排出，密封容器，靜置30～40min后過濾，收集過濾液，將所得的過濾液放入三口燒瓶中，再分別向其中加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為55％的硫酸鐵溶液，加入量為過濾液體積的70～80％，及600～900ml甘油，然后對(duì)三口燒瓶進(jìn)行加熱，加熱至溫度為110～120℃，同時(shí)以150～180r/min的轉(zhuǎn)速進(jìn)行攪拌；最后待上述加熱攪拌2～4h后，向其中加入100～200g氧化鈉，加入速度為3～5g/min，氧化鈉加入完畢，水解聚合1～2h后停止加熱，靜置熟化20～26h，得淺紅棕色液體，向其中加入溫度為5～10℃的蒸餾水，攪拌直至無沉淀物產(chǎn)生，隨后進(jìn)行過濾，收集過濾物，將過濾物放入烘箱中烘干，再放入粉碎機(jī)中進(jìn)行粉碎，過標(biāo)準(zhǔn)篩得40～80目顆粒，即可得到復(fù)合凈水劑。

實(shí)例1

首先取1kg的廢鋁灰渣放入容器中，向其中加入蒸餾水淹沒廢鋁灰渣2cm，以轉(zhuǎn)速200r/min，攪拌20min后過濾，然后將過濾后的廢鋁灰渣放入風(fēng)干機(jī)中進(jìn)行風(fēng)干，隨后按質(zhì)量比2:1，與60目石灰石粉末混合均勻；然后將上述的混合物放入煅燒爐中進(jìn)行煅燒，溫度控制為700℃，煅燒1h，然后使用溫度為0℃的氫氣對(duì)其進(jìn)行降溫至室溫，隨后將冷卻后得到的預(yù)處理的廢鋁灰渣放入粉碎機(jī)中進(jìn)行粉碎，過標(biāo)準(zhǔn)篩得80目顆粒物；再將上述所得的顆粒物放入容器中，向其中加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為65％的硫酸溶液淹沒顆粒物2cm，同時(shí)加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30％的雙氧水，加入量為硫酸溶液體積的20％，攪拌均勻后，再向其中加入二氧化錳，加入量為廢鋁灰渣質(zhì)量的2％，然后對(duì)容器進(jìn)行加熱，加熱至溫度為70℃，轉(zhuǎn)速設(shè)定為160r/min；待上述攪拌2h后，降溫至40℃，使用氮?dú)鈱⑷萜鲀?nèi)的空氣排出，密封容器，靜置30min后過濾，收集過濾液，將所得的過濾液放入三口燒瓶中，再分別向其中加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為55％的硫酸鐵溶液，加入量為過濾液體積的70％，及600ml甘油，然后對(duì)三口燒瓶進(jìn)行加熱，加熱至溫度為110℃，同時(shí)以150r/min的轉(zhuǎn)速進(jìn)行攪拌；最后待上述加熱攪拌2h后，向其中加入100g氧化鈉，加入速度為3g/min，氧化鈉加入完畢，水解聚合1h后停止加熱，靜置熟化20h，得淺紅棕色液體，向其中加入溫度為5℃的蒸餾水，攪拌直至無沉淀物產(chǎn)生，隨后進(jìn)行過濾，收集過濾物，將過濾物放入烘箱中烘干，再放入粉碎機(jī)中進(jìn)行粉碎，過標(biāo)準(zhǔn)篩得40目顆粒，即可得到復(fù)合凈水劑。

將本發(fā)明所制得的復(fù)合凈水劑投入原水濁度300ntui污水中，投入量為3mg/l，在轉(zhuǎn)速為200r/min下攪拌20min，再降低轉(zhuǎn)速為80r/min攪拌10min，靜置1h，檢測(cè)出水ss為16mg/l，出水濁度為20ntui，在凈水過程中無任何新的固體廢物產(chǎn)生。

實(shí)例2

首先取2kg的廢鋁灰渣放入容器中，向其中加入蒸餾水淹沒廢鋁灰渣2.5cm，以轉(zhuǎn)速250r/min，攪拌25min后過濾，然后將過濾后的廢鋁灰渣放入風(fēng)干機(jī)中進(jìn)行風(fēng)干，隨后按質(zhì)量比2:1，與60目石灰石粉末混合均勻；然后將上述的混合物放入煅燒爐中進(jìn)行煅燒，溫度控制為750℃，煅燒1.5h，然后使用溫度為3℃的氫氣對(duì)其進(jìn)行降溫至室溫，隨后將冷卻后得到的預(yù)處理的廢鋁灰渣放入粉碎機(jī)中進(jìn)行粉碎，過標(biāo)準(zhǔn)篩得90目顆粒物；再將上述所得的顆粒物放入容器中，向其中加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為68％的硫酸溶液淹沒顆粒物3cm，同時(shí)加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30％的雙氧水，加入量為硫酸溶液體積的25％，攪拌均勻后，再向其中加入二氧化錳，加入量為廢鋁灰渣質(zhì)量的3％，然后對(duì)容器進(jìn)行加熱，加熱至溫度為75℃，轉(zhuǎn)速設(shè)定為185r/min；待上述攪拌3.5h后，降溫至45℃，使用氮?dú)鈱⑷萜鲀?nèi)的空氣排出，密封容器，靜置35min后過濾，收集過濾液，將所得的過濾液放入三口燒瓶中，再分別向其中加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為55％的硫酸鐵溶液，加入量為過濾液體積的75％，及750ml甘油，然后對(duì)三口燒瓶進(jìn)行加熱，加熱至溫度為115℃，同時(shí)以165r/min的轉(zhuǎn)速進(jìn)行攪拌；最后待上述加熱攪拌3h后，向其中加入150g氧化鈉，加入速度為4g/min，氧化鈉加入完畢，水解聚合1.5h后停止加熱，靜置熟化23h，得淺紅棕色液體，向其中加入溫度為8℃的蒸餾水，攪拌直至無沉淀物產(chǎn)生，隨后進(jìn)行過濾，收集過濾物，將過濾物放入烘箱中烘干，再放入粉碎機(jī)中進(jìn)行粉碎，過標(biāo)準(zhǔn)篩得60目顆粒，即可得到復(fù)合凈水劑。

將本發(fā)明所制得的復(fù)合凈水劑投入原水濁度400ntui污水中，投入量為4mg/l，在轉(zhuǎn)速為300r/min下攪拌25min，再降低轉(zhuǎn)速為80r/min攪拌15min，靜置1.5h，檢測(cè)出水ss為15.1mg/l，出水濁度為22ntui，在凈水過程中無任何新的固體廢物產(chǎn)生。

實(shí)例3

首先取3kg的廢鋁灰渣放入容器中，向其中加入蒸餾水淹沒廢鋁灰渣3cm，以轉(zhuǎn)速300r/min，攪拌30min后過濾，然后將過濾后的廢鋁灰渣放入風(fēng)干機(jī)中進(jìn)行風(fēng)干，隨后按質(zhì)量比2:1，與60目石灰石粉末混合均勻；然后將上述的混合物放入煅燒爐中進(jìn)行煅燒，溫度控制為800℃，煅燒2h，然后使用溫度為5℃的氫氣對(duì)其進(jìn)行降溫至室溫，隨后將冷卻后得到的預(yù)處理的廢鋁灰渣放入粉碎機(jī)中進(jìn)行粉碎，過標(biāo)準(zhǔn)篩得100目顆粒物；再將上述所得的顆粒物放入容器中，向其中加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為70％的硫酸溶液淹沒顆粒物4cm，同時(shí)加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30％的雙氧水，加入量為硫酸溶液體積的30％，攪拌均勻后，再向其中加入二氧化錳，加入量為廢鋁灰渣質(zhì)量的4％，然后對(duì)容器進(jìn)行加熱，加熱至溫度為80℃，轉(zhuǎn)速設(shè)定為210r/min；待上述攪拌5h后，降溫至50℃，使用氮?dú)鈱⑷萜鲀?nèi)的空氣排出，密封容器，靜置40min后過濾，收集過濾液，將所得的過濾液放入三口燒瓶中，再分別向其中加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為55％的硫酸鐵溶液，加入量為過濾液體積的80％，及900ml甘油，然后對(duì)三口燒瓶進(jìn)行加熱，加熱至溫度為120℃，同時(shí)以180r/min的轉(zhuǎn)速進(jìn)行攪拌；最后待上述加熱攪拌4h后，向其中加入200g氧化鈉，加入速度為5g/min，氧化鈉加入完畢，水解聚合2h后停止加熱，靜置熟化26h，得淺紅棕色液體，向其中加入溫度為10℃的蒸餾水，攪拌直至無沉淀物產(chǎn)生，隨后進(jìn)行過濾，收集過濾物，將過濾物放入烘箱中烘干，再放入粉碎機(jī)中進(jìn)行粉碎，過標(biāo)準(zhǔn)篩得80目顆粒，即可得到復(fù)合凈水劑。

將本發(fā)明所制得的復(fù)合凈水劑投入原水濁度500ntui污水中，投入量為5mg/l，在轉(zhuǎn)速為400r/min下攪拌30min，再降低轉(zhuǎn)速為80r/min攪拌20min，靜置2h，檢測(cè)出水ss為14.2mg/l，出水濁度為25ntui，在凈水過程中無任何新的固體廢物產(chǎn)生。