本發(fā)明屬于鋼鐵塵泥濾液處理，具體是一種鋼鐵塵泥濾液凈化劑及其制備方法與應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、在鋼鐵生產(chǎn)過程中，除塵設(shè)備收集的粉塵或污泥含有多種重金屬元素，如鉛、鎘、鉈等。鋼鐵塵泥濾液處理后排放需要滿足《鋼鐵工業(yè)污水排放標(biāo)準(zhǔn)》（gb?13456-2012）。傳統(tǒng)工藝的凈化處理中，凈化過程通常采用分步沉淀法，通過調(diào)節(jié)溶液的ph值，使鉛、鋅、鐵、鈣、鎂等元素依次達(dá)到沉淀?xiàng)l件，實(shí)現(xiàn)分步脫除。然而，這種方法存在一些缺點(diǎn)，如需要大量的投資、生產(chǎn)流程復(fù)雜、工藝控制點(diǎn)眾多、廢水處理量大。此外，氧化劑的快速氧化可能導(dǎo)致絮凝體形成不均勻，影響沉降速度和去除效率以及導(dǎo)致絮凝殘留，同時氧化速度過快還會導(dǎo)致鋼鐵塵泥濾液中鐵離子過量，增加后續(xù)處理的負(fù)擔(dān)，并且無法有效去除鉈離子。

2、針對這些問題，本發(fā)明提出了一種鋼鐵塵泥濾液凈化劑。這種藥劑利用各元素之間沉淀ph條件的重合范圍以及高鐵酸鉀的氧化特性，能夠一次性高效地去除鋼鐵塵泥水洗濾液中的鋅、鐵、鈣、鎂、鉈等雜質(zhì)。這種方法簡化了生產(chǎn)流程，減少了渣液分離和洗渣等步驟，從而降低了生產(chǎn)過程中廢水的產(chǎn)生量，提高了處理效率。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明克服上述技術(shù)問題的至少一種，因此提供一種鋼鐵塵泥濾液凈化劑及其制備方法與應(yīng)用，該方法去除金屬效率高，殘留少；且方法簡單方便，成本較低適合工業(yè)化生產(chǎn)。

2、本發(fā)明通過以下技術(shù)方案解決上述技術(shù)問題。

3、一種鋼鐵塵泥濾液凈化劑，包括a劑和b劑；

4、所述a劑包括以下質(zhì)量份的化學(xué)原料：10份碳酸氫鈉、5~30份碳酸鈉；較佳地，包括10份碳酸氫鈉、10~30份碳酸鈉；

5、所述b劑包括以下質(zhì)量份的化學(xué)原料：10份緩釋氧化劑、100~300份絮凝劑、1.5~2.5份阻垢分散劑；較佳地，包括10份緩釋氧化劑、100~220份絮凝劑、1.8~2.3份阻垢分散劑；

6、所述緩釋氧化劑包括以下質(zhì)量份的制備原料：10份高鐵酸鉀、1~3份聚乙酸乙烯酯；較佳的為10份高鐵酸鉀、0.8~2.3份聚乙酸乙烯酯。本發(fā)明采用聚乙酸乙烯酯包覆的高鐵酸鉀作為緩釋氧化劑，以解決傳統(tǒng)絮凝過程中存在的高鐵酸鉀氧化速度過快導(dǎo)致絮凝體不均的問題。具體而言，高鐵酸鉀在水中能將tl+氧化為tl3+，促進(jìn)鉈離子的沉降，但同時也會將亞鐵離子氧化為鐵離子，若氧化速度過快，則會產(chǎn)生過多的鐵離子，影響絮凝效果。緩釋氧化劑不僅能控制高鐵酸鉀的氧化速率，避免鐵離子過量生成，還能憑借其成膜性和粘合性，促進(jìn)金屬氫氧化物沉淀形成懸浮物和微小顆粒，增強(qiáng)絮凝效率。且由于亞鐵離子相較于鐵離子更易于沉降，緩釋氧化劑的運(yùn)用確保了氧化過程的穩(wěn)定進(jìn)行，減少了后續(xù)處理中因鐵離子過多而帶來的額外負(fù)擔(dān)。

7、所述絮凝劑為二甲基二烯丙基氯化銨（dmdaac，cas號：7398-69-8）-丙烯酰胺（am，cas號：79-06-1）-甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨（dmc，cas號：5039-78-1）的三元聚合物，其結(jié)構(gòu)單元為：

8、；

9、1000≤x≤15000、1000≤y≤15000、1000≤z≤15000；

10、所述絮凝劑的mw為600~800萬。

11、本發(fā)明中，絮凝劑選擇二甲基二烯丙基氯化銨-丙烯酰胺-甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨（dmdaac-am-dmc）的三元聚合物，其中，dmdaac是一種陽離子型高分子聚合物單體，具有良好的水溶性和穩(wěn)定性，還能為絮凝劑提供吸附架橋功能。dmdaac和am的共聚可以形成高分子量的陽離子聚合物，而dmc的加入則進(jìn)一步增強(qiáng)了這種共聚物的陽離子特性，使其在水處理中表現(xiàn)出更好的絮凝性能。

12、本發(fā)明中，1000≤x≤15000、1000≤y≤15000、1000≤z≤15000；較佳的為7000≤x≤13500、7000≤y≤13500、7000≤z≤13500。

13、本發(fā)明中，所述a劑和b劑的質(zhì)量比為100：0.75~1.65，較佳的為100：0.95~1.50。

14、本發(fā)明中，所述絮凝劑的mw為680~760萬。其中，通常分子量越高溶解時間越長且黏度越大，因此認(rèn)為分子量越大，絮凝效果越明顯，但是陽離子型聚合物若其分子量過大則會導(dǎo)致懸浮粒子表面的活性點(diǎn)全部被高分子所吸附和包圍，架橋變得困難，甚至可能發(fā)生解凝，導(dǎo)致絮凝效果下降。

15、本發(fā)明中，所述絮凝劑的黏度為5200~6800cpa·s。

16、本發(fā)明中，所述絮凝劑的陽離子電荷密度為18.8~27.3?meq/g，較佳的為20.2~26.9?meq/g。其中，陽離子型聚合物的電荷密度也是影響其絮凝能力的主要影響因素。

17、本發(fā)明中，所述阻垢分散劑為含磷類阻垢分散劑，較佳的為dp6615、dp6661或dp6663。

18、本發(fā)明中，所述鋼鐵塵泥濾液中包含以下質(zhì)量濃度元素：1~3?g/l?fe、1~3?g/lzn、0.1~0.5?g/l?cd、0.1~1g/l?tl。

19、本發(fā)明中，所述鋼鐵塵泥濾液中還包含以下質(zhì)量濃度元素：1~2?g/l?mg、15~25?g/l?ca。

20、本發(fā)明中，所述鋼鐵塵泥濾液的透光率為47%~54%。

21、本發(fā)明中，所述鋼鐵塵泥濾液的cod為0.1g/l~2g/l。

22、本發(fā)明提供一種鋼鐵塵泥濾液凈化劑的制備方法，包括以下步驟：

23、s1.制備緩釋氧化劑：將聚乙酸乙烯酯與高鐵酸鉀通過乳化法進(jìn)行包覆；

24、s2.制備a劑：按所需配比將a劑的制備原料混合；

25、s3.制備b劑：按所述配比將b劑的制備原料研磨、混合后得到b劑。

26、本發(fā)明中，所述乳化法的工藝：先將聚乙酸乙烯酯進(jìn)行預(yù)乳化，再加乳化劑和高鐵酸鉀進(jìn)行乳化。

27、本發(fā)明中，所述預(yù)乳化的方法為將聚乙酸乙烯酯在水中混合；

28、本發(fā)明中，所述乳化劑為十二烷基磺酸鈉；

29、本發(fā)明中，按質(zhì)量份計(jì)，所述聚乙酸乙烯酯：高鐵酸鉀：十二烷基磺酸鈉=10:3~5:0.5~0.7、較佳的為10:3.4~4.5:0.5~0.7。

30、本發(fā)明中，所述乳化的溫度為70~80℃，較佳的為75~80℃。

31、本發(fā)明中，所述乳化的時間為3~5h，較佳的為4h。

32、本發(fā)明中，所述乳化后的后處理步驟為干燥。

33、本發(fā)明還提供鋼鐵塵泥濾液凈化劑在鋼鐵塵泥濾液中的應(yīng)用，包括以下步驟：

34、步驟1：先將a劑加入至鋼鐵塵泥濾液中混合，使得ph達(dá)到9~11；

35、步驟2：再加入b劑攪拌后過濾即可。

36、本發(fā)明中，所述鋼鐵塵泥濾液凈化劑在所述鋼鐵塵泥濾液中的添加比例為0.01~0.05%。

37、本發(fā)明中，所述鋼鐵塵泥濾液凈化劑在每10m3的鋼鐵塵泥濾液的處理時間為15~38min。

38、本發(fā)明中，所述鋼鐵塵泥濾液凈化劑對鋼鐵塵泥濾中鋅元素的去除率≥99.2%、鐵元素的去除率≥99.2%、鉈元素的去除率≥99.0%、鎘元素的去除率≥99.8%；較佳地，鋅元素的去除率為99.27%~99.57%、鐵元素的去除率為99.20%~99.57%、鉈元素的去除率為99.03%~99.58%、鎘元素的去除率為99.81%~99.92%。

39、本發(fā)明中，所述鋼鐵塵泥濾液凈化劑對鋼鐵塵泥濾液中cod的去除率≥93.3%，較佳地，cod的去除率為93.30%~94.24%。

40、本發(fā)明中，所述鋼鐵塵泥濾液凈化劑還可去除鋼鐵塵泥濾中鎂元素和鈣元素。

41、進(jìn)一步地，所述鋼鐵塵泥濾液凈化劑對鋼鐵塵泥濾中鎂元素的去除率≥99.5%、鈣元素的去除率≥99.8%。

42、本發(fā)明中，所述鋼鐵塵泥濾液凈化劑處理過的鋼鐵塵泥濾液的透明度為87%~94%。

43、在符合本領(lǐng)域常識的基礎(chǔ)上，上述各優(yōu)選條件，可任意組合，即得本發(fā)明各較佳實(shí)例。

44、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

45、1.本發(fā)明選擇的緩釋氧化劑有效控制了高鐵酸鉀的氧化速度，解決了傳統(tǒng)絮凝過程中因氧化速度過快導(dǎo)致的絮凝體不均勻問題，促進(jìn)鉈離子沉降，同時避免了鐵離子的過量生成。此外，緩釋氧化劑的成模性和粘合性有助于金屬氫氧化物沉淀，提高了絮凝效率。

46、2.為了進(jìn)一步提升絮凝性能，本發(fā)明的陽離子型高分子聚合物：dmdaac-am-dmc三元聚合物的結(jié)構(gòu)提供了良好的水溶性和穩(wěn)定性，同時具有吸附架橋功能，增強(qiáng)絮凝性能。

47、3.結(jié)合上述兩種成分，本發(fā)明的鋼鐵塵泥濾液凈化劑沉降金屬離子效率高、速度快；鋼鐵塵泥濾液凈化劑對鋼鐵塵泥濾中鋅元素的去除率≥99.2%、鐵元素的去除率≥99.2%、鉈元素的去除率≥99.0%、鎘元素的去除率≥99.8%、cod的去除率≥93.3%；此外，對鎂元素的去除率≥99.5%、鈣元素的去除率≥99.8%