[发明专利]一种聚合羟基氯化铁铝钙镁混凝剂及其制备方法与应用

权利要求书

1.一种聚合羟基氯化铁铝钙镁混凝剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

（a）、将氯化废渣溶液进行固液分离后得到的滤液与金属单质混合，进行置换反应，反应后固液分离，得到经过初步除杂的滤液；

在步骤（a）中，所述金属单质包括金属铁和/或金属铝；

（b）、将步骤（a）得到的所述经过初步除杂的滤液与氧化剂混合，进行Fe²⁺的氧化反应，然后固液分离，得到含有Fe³⁺的溶液；

在步骤（b）中，在所述进行Fe²⁺的氧化反应的过程中，溶液体系的pH为4~6；

（c）、将步骤（b）得到的所述含有Fe³⁺的溶液与氯化铝和稳定剂混合，进行水解、聚合反应，反应完成后得到聚合羟基氯化铁铝钙镁混凝剂；

在步骤（c）中，所述混合后的溶液体系中，铁元素与铝元素的摩尔比为4~9:1；

在步骤（c）中，在所述进行水解、聚合反应的过程中，溶液体系的pH为3.5~4.5；

其中，所述聚合羟基氯化铁铝钙镁混凝剂的分子式为[Fe_x(OH)_3xBCl_3x(1-B)·Al_y(OH)_3yBCl_3y(1-B)·Ca_z(OH)_2zBCl_2z(1-B)·Mg_w(OH)_2wBCl_2w(1-B)]_n·mH₂O；所述聚合羟基氯化铁铝钙镁混凝剂的絮凝效果F值大于5；式中：B为聚合羟基氯化铁铝钙镁混凝剂的盐基度，等于该混凝剂中羟基与总金属离子的摩尔比，即；絮凝效果以F=(Fe₂O₃％+A1₂O₃％)／(CaO％+MgO％)表示；

在步骤（a）中，所述氯化废渣溶液包括氯化法生产钛白粉所产生的废弃物，所述氯化废渣溶液中包括：Fe²⁺、Fe³⁺、Ca²⁺、Mg²⁺和Cl^-。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在步骤（a）中，所述固液分离包括压滤、重力沉降和离心分离中的至少一种；

在步骤（a）中，所述置换反应的反应时间为0.5~5h。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在步骤（b）中，所述氧化剂包括双氧水、过氧化钠和臭氧中的至少一种。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在步骤（b）中，在所述进行Fe²⁺的氧化反应的过程中，溶液体系的温度为40~60℃；

在步骤（b）中，所述氧化反应的反应时间为0.5~5h。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述氧化反应的反应时间为1~2h。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在步骤（c）中，所述稳定剂包括磷酸钠盐、磷酸钾盐和磷酸锂盐中的至少一种；

在步骤（c）中，所述混合后的溶液体系中，磷元素的摩尔量与铁元素和铝元素的摩尔量之和的比为0.1~0.2:1。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在步骤（c）中，在所述进行水解、聚合反应的过程中，溶液体系的温度为20~30℃；

在步骤（c）中，在所述进行水解、聚合反应的过程中，反应的时间为1~2h。

8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在步骤（a）、（b）和（c）中，在反应的过程中以100~500rpm的转速对溶液体系进行搅拌。

9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述转速为200~400rpm。