[发明专利]一种聚合氯化硫酸铁铝絮凝剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种聚合氯化硫酸铁铝絮凝剂及其制备方法，该聚合氯化硫酸铁铝絮凝剂的制备方法包括：将盐酸加入钛白粉工业副产物中并加热至40～50℃进行改性反应；然后将赤泥提铁渣和改性的钛白粉工业副产物置于超声波反应器中混合加热至100～110℃，反应得到混合液；再将所述混合液进行冷却过滤，向得到的滤液中加入氧化剂进行聚合反应。本发明利用赤泥提铁渣和钛白粉工业副产物作为制备聚合氯化硫酸铁铝絮凝剂的主要原料，通过在三价铁离子的体系中引入少量的亚铁离子，不需还原原有三价铁离子一步制备得到的聚合氯化硫酸铁铝絮凝剂，絮凝效果好，对TP、COD及色度的去除率高。

技术领域

本发明涉及水处理技术领域，具体而言，涉及一种聚合氯化硫酸铁铝絮凝剂及其制备方法。

背景技术

目前，市场上常用的水处理无机混凝剂主要包括两大类剂即铁盐和铝盐。铁盐具有水解快、矾花体积大、密实、沉降快、强度高等优势，然而也存在着出水残余色度大的缺陷。而铝盐具有出水残余色度小的优势，但与此同时存在水解慢、矾花体积小、沉降慢等缺陷。

聚合氯化硫酸铁铝是在聚合硫酸铁的基础上发展起来的，其兼具铝盐优良的净水效果以及铁盐沉降速度快的优势，而广泛应用于工业废水、生活污水处理以及污泥脱水。

然而，目前聚合氯化硫酸铁铝絮凝剂的生产中，主要制备工艺有直接氧化法与催化氧化法。催化氧化法具有成本低、反应时间较短等优势而被广泛在工业生产中应用。然而铝的来源基本上都是采用工业剂含铝的化合物。此外，催化氧化法中常用的催化剂也是采用工业剂如亚硝酸钠、硝酸等。这大幅度增加了聚合氯化硫酸铁铝絮凝剂的生产成本，不利用进行大规模工业生产。因此，如何进一步利用铝的副产物来制备聚合氯化硫酸铁铝絮凝剂净水剂，从而实现变废为宝，并优化反应过程，提高反应效率，减少反应流程，成为当今研究的一个热点。

截止到2017年，我国钛白粉产量已达到286.95万吨，稳居世界首位，成为钛白粉生产和消费大国。虽然我国钛白粉行业取得了巨大成功，但多年以来受钛资源、生产技术和装备、材质等因素的条件限制，多采用硫酸法生产。据统计，硫酸法钛白生产过程中，每生产1吨钛白粉，将产生副产硫酸8～10吨。而副产硫酸中含有15～25％的硫酸和10～15％的硫酸亚铁，同时还含有Al₂(SO₄)₃、MgSO₄等无机盐及偏钛酸，其处理工艺复杂、难度大。

钛白粉作为目前应用量最大也最广的一种无机白色颜料，其产量约占世界白色颜料总产量的80％。而目前硫酸法是生产钛白粉的主要方法，该方法生产1吨钛白粉将产生副产物8～10吨。而副产硫酸中含有15～25％的硫酸和10～15％的硫酸亚铁，同时还含有Al₂(SO4)₃及MgSO4等无机盐及偏钛酸，其处理工艺复杂、难度大。且该副产硫酸中含有多种杂质，不能直接回用和随意排放，因此，钛白粉工业副产硫酸的综合利用和环境污染也是当今技术领域亟需解决的难题。

而制铝工业产生的赤泥经提铁后产生的赤泥提铁渣已无工业价值，目前大多采取干堆或湿堆的方法进行堆存，晒干的赤泥提铁渣形成的粉尘到处飞扬，破坏生态环境，而且污染地下水。

迄今为止，未见到利用赤泥提铁渣和钛白粉工业副产物制备聚合氯化硫酸铁铝的报道。

发明内容

有鉴于此，本发明提供的一种聚合氯化硫酸铁铝絮凝剂及其制备方法，更好的克服了上述现有技术存在的问题和缺陷，本发明利用赤泥提铁渣和钛白粉工业副产物作为制备聚合氯化硫酸铁铝絮凝剂的主要原料，得到的聚合氯化硫酸铁铝絮凝剂兼具铝盐优良的净水效果以及铁盐沉降速度快的优势，絮凝效果好，絮体沉降时间短，对TP、COD及色度的去除率高，同时还克服了铝残留水体中对人体的毒害和铁盐容易使水体变黄、变黑的不足，而广泛应用于工业废水、生活污水处理以及污泥脱水。

一种聚合氯化硫酸铁铝絮凝剂的制备方法，包括以下步骤：