一種利用廢料制備聚合硅酸鋁鐵的方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種利用鋁鹽、鐵鹽和硅酸鹽以及含鋁鐵等元素的廢料制備聚合硅酸鋁鐵絮凝劑的方法，屬于工業(yè)水處理領域。
【背景技術】
[0002]水是生命的源泉，是人類生存發(fā)展不可缺少的物質。隨著我國的經(jīng)濟發(fā)展和人民生活水平的不斷提高，生產(chǎn)生活用水的需求也越來越大。但是，水污染和人們不合理的利用淡水資源導致我們可以取用的淡水資源日益減少。因此，水處理技術顯得尤為重要，它是節(jié)水、節(jié)能和環(huán)境保護以及人與環(huán)境和諧發(fā)展的關鍵之一。目前國內外應用的水處理方法大致可分為三類:物理處理法、化學處理法和生物處理法。其中，絮凝沉降是一種物理法化學方法，由于其工藝簡單、效率高、費用低等優(yōu)點而得到廣泛的應用。
[0003]目前在生產(chǎn)實踐中使用最多的是無機絮凝劑。無機絮凝劑是以鋁鹽和鐵鹽兩種系列為主。鋁和鐵具有許多相似的性質，如原子共價半徑、離子半徑都比較相近，F(xiàn)e3 +，Ai3+均具有相同的電荷，它們易水解，其鹽具有共價性。因此，它們可通過交叉共聚，形成多核、
更長、更穩(wěn)定的分子鏈，得到混凝效果更好的無機高分子復合混凝劑---聚合鋁鐵。鋁鹽絮凝劑在絮凝過程中形成的絮體大，有較好的脫色作用，但絮體松散易碎，沉降速度慢；鐵鹽絮凝劑在絮凝過程中形成的絮體密實，沉降速度快，但絮體較小，卷掃作用差，處理后水的色度較深。若在聚硅酸中同時引人2種金屬離子(Fe3+，Al3+)，制成陽離子型聚合硅酸鐵鋁，再引入陰離子(S042_)，可制得聚硅硫酸鋁鐵絮凝劑，這種改性的目的是引入某些高電荷離子以提高電荷的中和能力，引入羥基以增加配位絡合能力，從而達到改善其絮凝效果的目的。主要原材料是鋁鹽、鐵鹽和硅酸鹽以及含鋁鐵等元素的礦物、礦渣廢料，因而其原料來源廣，同時生產(chǎn)工藝比較簡單，有利于開發(fā)利用。

【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明的目的在于充分利用鋼廠酸洗廢水，將鋼廠酸洗廢水中鐵鹽和低濃度硫酸充分利用，有效的降低能耗，合理利用資源，促進人與自然和諧發(fā)展。
[0005]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取了以下技術方案:
一種新的聚合硅酸鋁鐵的制備方法，其特征在于:所述制備絮凝劑，該聚合硅酸鋁鐵生產(chǎn)原料包括以下組分:硫酸鐵、硫酸鋁、硅酸鈉。
[0006]本發(fā)明還提供了制備上述聚合硅酸鋁鐵的方法，包括以下步驟:
(1)廢酸液進入廢酸池，通過鼓風機向廢酸池中充入空氣，使鋼廠廢酸液中亞鐵離子轉化為三價鐵；
(2)經(jīng)空氣氧化后的硫酸鐵及硫酸廢液經(jīng)過濾器濾除廢液中的懸浮雜質，保證廢液雜質含量低，并有效的防止堵塞膜組件；
(3)經(jīng)過濾器過濾后的酸液進入混合槽進行電加熱，保證混合廢酸液溫度為50°C，進入納濾組件進行分離； (4)經(jīng)納濾組件分離后的濃縮液進入冷卻結晶罐，用冷卻水冷卻，在離心機中結晶體與母液分開，母液進入混合槽。透過液經(jīng)過納濾組件2截留濃縮后成為含20%H2S04的再生酸液；
(5)再生酸液與鋁粉或粉碎后的鋁礦渣進行反應生成硫酸鋁，經(jīng)過濾后結晶，得到硫fe銷;
(6)取Na2S13.9H20配置成含Na2Si032%的溶液然后用再生含20%的再生硫酸酸化，調節(jié)pH至5.5左右，在室溫下聚合，先加入硫酸鋁反應一定時間，然后加入硫酸鐵加熱攪拌反應一段時間后得到聚合硅酸鋁鐵。
[0007]與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的絮凝劑聚合硅酸鋁鐵具有以下的優(yōu)勢:
1、本發(fā)明采用鋼廠廢水經(jīng)納濾、離心等分離方式有效的將鋼廠廢水轉化為生產(chǎn)聚合硅酸鋁鐵的主要原料硫酸鐵及20%的硫酸，大大降低了鋼廠廢水處理的費用，合理的利用了現(xiàn)有的資源，實現(xiàn)了人與環(huán)境、經(jīng)濟與環(huán)境的和諧發(fā)展；
2、本發(fā)明的鋁渣鋁粉來自工業(yè)廢料，實現(xiàn)了廢物的回收利用；
3、本發(fā)明的絮凝劑聚合硅酸鋁鐵，其絮凝效果優(yōu)于聚合鋁及聚合鐵，具有投藥量少，絮凝速度快，絮凝物相對密度大，除濁率高等優(yōu)點。
【附圖說明】
[0008]圖1是本發(fā)明的聚合硅酸鋁鐵制備流程的示意圖。
【具體實施方式】
[0009]下面通過實施例進一步詳細描述本發(fā)明的實施方案，但本發(fā)明的實施方式不限于此。
[0010]實施例聚合硅酸鋁鐵原料:
鋼廠廢酸 FeSO4200g/L左右
H2SO46-8%
鋁渣
Na2S13.9H20o
[0011]實施例絮凝劑聚合硅酸鋁鐵的制備方法為:
(1)廢酸液進入廢酸池，通過鼓風機向廢酸池中充入空氣，使鋼廠廢酸液中亞鐵離子轉化為三價鐵；
(2)經(jīng)空氣氧化后的硫酸鐵及硫酸廢液經(jīng)過濾器濾除廢液中的懸浮雜質，保證廢液雜質含量低，并有效的防止堵塞膜組件；
(3)經(jīng)過濾器過濾后的酸液進入混合槽進行電加熱，保證混合廢酸液溫度為50°C，進入納濾組件進行分離；
(4)經(jīng)納濾組件分離后的濃縮液進入冷卻結晶罐，用冷卻水冷卻，在離心機中結晶體與母液分開，母液進入混合槽。透過液經(jīng)過納濾組件2截留濃縮后成為含20%H2S04的再生酸液；
(5)再生酸液與鋁粉或粉碎后的鋁礦渣進行反應生成硫酸鋁，經(jīng)過濾后結晶，得到硫酸鋁； (6)取Na2S13.9H20配置成含Na2Si032%的溶液然后用再生含20%的再生硫酸酸化，調節(jié)pH至5.5左右，在室溫下聚合，先加入硫酸鋁反應一定時間，然后加入硫酸鐵加熱攪拌反應一段時間后得到聚合硅酸鋁鐵。
【主權項】
1.一種新的廢料利用制備聚合硅酸鋁鐵的方法，其特征在于:所述制備絮凝劑，該聚合硅酸鋁鐵生產(chǎn)原料包括以下組分:硫酸鐵、硫酸鋁、硅酸鈉。
2.根據(jù)權利要求1所述的硫酸鐵，其特征在于所述的硫酸鐵其制備原料為鋼廠酸洗廢水，主要成分為FeS04& H 2S04。
3.根據(jù)權利要求1所述的聚合硅酸鋁鐵的，其制備方法在于鋼廠廢水經(jīng)2級納濾將廢水中的鐵鹽與硫酸分離，I級濃水經(jīng)離心分離變?yōu)榱蛩徼F；2級納濾處理得到20%的硫酸；鋁渣經(jīng)粉碎與所得到得硫酸反應并過濾出去溶液中的雜質；納濾生產(chǎn)的硫酸與硅酸鈉反應調節(jié)pH至5.5，聚合生成聚硅酸；聚硅酸中加入硫酸鋁反應一段時間后加入硫酸鐵生成聚合硅酸鋁鐵。
【專利摘要】本發(fā)明公開了利用酸洗廢水、礦渣等廢物再利用制備一種絮凝劑聚硅酸鋁鐵的制備方法。鋼廠廢水經(jīng)2級納濾將廢水中的鐵鹽與硫酸分離，1級濃水經(jīng)離心分離變?yōu)榱蛩徼F；2級納濾處理得到20%的硫酸。鋁渣經(jīng)粉碎與所得到得硫酸反應并過濾出去溶液中的雜質。納濾生產(chǎn)的硫酸與硅酸鈉反應調節(jié)pH至5.5，聚合生成聚硅酸。聚硅酸中加入硫酸鋁反應一段時間后加入硫酸鐵生成聚合硅酸鋁鐵。這種絮凝劑的生產(chǎn)方式原料來源廣泛，對環(huán)境友好，且聚合硅酸鋁鐵絮凝效果優(yōu)于聚合鐵，用量少，處理效果好，適合廣泛推應用。
【IPC分類】C01B33-26, C02F1-52
【公開號】CN104860387
【申請?zhí)枴緾N201510316228
【發(fā)明人】朱志平, 王娜娜, 湯雪穎, 肖劍峰
【申請人】長沙理工大學
【公開日】2015年8月26日
【申請日】2015年6月11日