[发明专利]无机混凝剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及环境保护技术领域，具体而言，涉及一种无机混凝剂及其制备方法。

背景技术

混凝剂就是在水处理过程中可以将水中的胶体微粒子相互粘结和聚集在一起的物质，通常混凝剂分为有机混凝剂和无机混凝剂两大类。混凝的过程就是在水处理的过程中加入药剂，使杂质产生凝聚、絮凝的过程。主要用于生活饮用水的净化和工业废水处理。

目前，水处理无机混凝剂主要为铝盐、铁盐混凝剂，在污水处理中起到了重要作用。如广泛应用的聚合氯化铝(PAC)和聚合氯化铁(PFC)，其一般用氢氧化铝、矾土等原材料进行制备，成本较高。另外，目前这类混凝剂对于废水中色度、有机高分子化合物的去除效果一般，尤其对于重金属离子如Pb、Cr⁶⁺等的去除效果不理想。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种无机混凝剂及其制备方法，使用工业上的固体废弃物粉煤灰和钢渣为主要原料，以降低成本，并利用钢渣中丰富的铁元素和粉煤灰中丰富的铝元素，经过多道工序后制备出具备较强的吸附能力的无机混凝剂，以提高无机混凝剂去除有机高分子化合物、重金属离子的能力。

为了实现上述目的，本发明第一方面的技术方案提供了一种无机混凝剂，主要原料包括钢渣和粉煤灰，其中，所述钢渣与所述粉煤灰的质量比为8:2。

在该技术方案中，通过采用作为工业废弃物的钢渣和粉煤灰作为主要原料，可以大幅降低成本，并实现变废为宝的目的，提高了本技术方案的环保性。另外，钢渣中F₂O₃含量通常为35％～40％，，粉煤灰中氧化铝含量通常为20％～35％，最高可达50％，通过使用富含铁、铝的钢渣和粉煤灰作为无机混凝剂的原料，所制成的无机混凝剂出水浊度低；混凝形成的矾花快、大、沉降性能好；对于废水中色度、有机高分子化合物(如苯酚、苯胺、苯并芘等)去除效果显著；对于重金属离子(如Pb、Cr⁶⁺等)具有良好的去除效果。

本发明第二方面的技术方案提供了上述无机混凝剂的制备方法，包括如下步骤：

1)原材料预处理：将钢渣和粉煤灰分别粉碎、研磨、过100目筛后，置于烘箱中烘干；

2)酸化处理：分别称取烘干后的钢渣和粉煤灰，置于容器中后加入盐酸溶液搅拌、静置、过滤，得到酸上清液A和滤渣A；

3)碱化处理：滤渣A中加入氢氧化钠溶液搅拌、静置、过滤，得到碱上清液B和滤渣B；

4)将滤渣B放入烘箱内烘干备用；

5)将酸上清液A和碱上清液B混合，搅拌均匀，而后静置；

6)静置后的混合液在加热器上加热蒸发至糊状，而后放入烘箱内烘干得到粉末状固体C；

7)将滤渣B与粉末状固体C混合，得到一种具备吸附能力的无机混凝剂。

根据上述技术方案的制备方法，步骤2)中的盐酸溶液浓度为2mol/L，所述搅拌时间为1.0h，搅拌温度为40℃，所述静置时间为24h。

根据上述技术方案的制备方法，步骤3)中的氢氧化钠溶液浓度为 4mol/L，所述搅拌时间为1.0h，搅拌温度为80℃，所述静置时间为24h。

根据上述技术方案的制备方法，步骤4)中的烘箱设定温度为100℃。

根据上述技术方案的制备方法，步骤5)中的酸上清液A和碱上清液 B混合后的搅拌时间为0.5h，搅拌温度为80℃，静置时间为12h。

通过上述技术方案的制备方法，以钢渣为主要原料，同时加入粉煤灰以补充铝元素。

经酸化处理提取钢渣中的铁元素，使铁元素和盐酸反应先生成盐酸铁沉淀，之后铝元素溶出到酸上清液A中；而铝元素以盐酸铝的形式仍存在于滤渣A中，此时则采用碱化处理，将滤渣A中的铝元素提取出来，过滤得到碱上清液B，将酸上清液A和碱上清液B混合，使混合液中的铁元素和铝元素充分聚合，再经过将混合液加热蒸发至糊状，干燥后得到的粉末与滤渣B混合后得到具有吸附能力的无机混凝剂。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述部分中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

图1示出了根据本发明的实施例的流程图。

具体实施方式

为了可以更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。