以蛭石矿物为原料的无机絮凝剂的制备方法及其应用技术

本发明专利技术涉及一种以蛭石矿物为原料的无机絮凝剂的制备方法，包括以下步骤：⑴.选用金属铁元素和铝元素含量高的蛭石，将蛭石原料粉碎；⑵.将粉碎后的蛭石与酸溶液进行混合，并剧烈搅拌至糊状，在25-90℃水浴加热1-8h后，即可得到黏稠浆状的胶状絮凝剂。本发明专利技术是一种经济、高效、安全的水处理絮凝剂的制备方法，采用本方法所制备的无机矿物材料絮凝剂呈黏稠的浆状体，其颗粒物表面为凹凸不平的多孔结构。较未经过酸改性时矿物材料内部元素的物相发生明显变化，为絮凝作用的发生创造良好条件。无机絮凝剂具有较好的分散性，可操作条件范围广，适应性强、水处理效果好、使用安全无污染等诸多优点。

【技术实现步骤摘要】
以蛭石矿物为原料的无机絮凝剂的制备方法及其应用
本专利技术涉及水污染处理
，尤其是一种以蛭石矿物为原料的无机絮凝剂的制备方法及其应用。
技术介绍
当前，世界水污染问题日趋严重，对水处理技术的应用需求也日益增大。其中，絮凝沉淀法是水处理应用中较为广泛的方法，其具有经济高效、工艺简单、操作方便等优点，该方法广泛应用于海水淡化、饮用水制备、养殖废水处理、发酵废水处理、食品加工和土木疏浚工程等领域，因此，研制和开发经济、高效、安全的水处理絮凝剂一直是国内外研究者的重要研究方向之一。 在无机、有机、微生物和复合絮凝剂4大类絮凝剂中，无机絮凝剂是一种重要且常用的絮凝剂。在工业中常用的无机絮凝剂是人工合成的聚铁、聚铝类絮凝剂，此类絮凝剂在使用中存在诸多缺陷:1、絮凝剂中的金属离子含量高，且通常以聚合状态存在，聚合状态下的金属铁离子和铝离子具有毒性，对人体及生物危害性极大，因此这种人工合成的聚铁、聚铝类无机絮凝剂不能用于养殖类、景观类的回用处理过程。2、由于絮凝剂存在毒性，因此还会产生二次污染，对环境及人体造成危害。3、人工合成的聚铁、聚铝类无机絮凝剂价格较贵,导致水处理成本增加。
技术实现思路
本专利技术的目的在于弥补现有技术的不足之处，提供一种水处理效果好、使用安全无污染、价格低且尤其适合对含有生物的景观类和养殖类水体进行处理的以蛭石矿物为原料的无机絮凝剂的制备方法及其应用。 本专利技术的目的是通过以下技术手段实现的: 一种以蛭石矿物为原料的无机絮凝剂的制备方法，其特征在于:包括以下步骤: ⑴.选用金属铁元素和铝元素含量高的蛭石，将蛭石原料粉碎l_4min，使其平均粒径为 129.5-213.5μπι ； ⑵.将粉碎后的蛭石与酸溶液进行混合，并剧烈搅拌至糊状，在25_90°C水浴加热l-8h后，即可得到黏稠浆状絮凝剂。 而且，步骤⑴所述的金属铁元素和铝元素含量高的蛭石中的金属铁元素的质量分数为:12-14% ;金属招元素的质量分数为:25-29%。 而且，步骤⑵所述的粉碎后的蛭石与酸溶液的质量比为0.7-1.5:1。 而且，步骤⑵所述的酸溶液是硫酸、盐酸或者草酸，酸溶液的质量分数为10-40%。 而且，将步骤⑵制备的黏稠浆状的絮凝剂加入一定质量的蒸馏水，絮凝剂与水的质量比为1:5-10，然后混匀、过滤，即可得到液态絮凝剂。 而且，将步骤⑵制备的黏稠浆状的絮凝剂在105°C下，干燥4_6h，粉碎研磨即可得到粉末状絮凝剂。 一种以蛭石矿物为原料的无机絮凝剂的应用，其特征在于:使用净化处理装置中的快速搅拌器将本无机絮凝剂与养殖水或者景观水或者工业水快速搅拌，搅拌速度为100r/min一200r/min,水体在装置中的停留时间平均为lmin—5min,让絮凝剂与处理的水混合均匀，快速破坏水中胶体的稳定性，使胶体变为中性的颗粒；然后将初步净化后的水体引入净化处理装置中的慢速搅拌器进行慢速搅拌，搅拌速度为30r/min — 60r/min，水体在装置中的停留时间平均为lOmin — 20min。 而且，所述的净化处理装置包括进料装置、螺旋推料器、快速搅拌器、慢速搅拌器和移动车体，进料装置包括筒体，在筒体的上端设置进料口，下端设置出料口，该出料口上安装一个螺旋推料器，该螺旋推料器的出口连接快速搅拌器的絮凝剂入口，快速搅拌器包括釜体和快速搅拌桨，快速搅拌桨竖直安装在釜体的轴心位置，釜体的上端设置与螺旋推料器连接的絮凝剂入口，釜体侧壁的一侧上部设置水体进水口，该水体进水口连接一个水泵，与水体进水口相对一侧的釜体侧壁的上部设置水体出水口，在釜体内安装一个竖直隔板，该竖直隔板位于水体出水口和快速搅拌桨之间，该竖直隔板的下底面与釜体内壁之间具有间隙； 快速搅拌器的水体出水口连接慢速搅拌器的水体入口，慢速搅拌器包括壳体和慢速搅拌桨，该慢速搅拌桨竖直安装在壳体的中心位置，壳体侧壁的一侧下部设置与快速搅拌器的水体出水口相连接的水体入口，壳体侧壁的另一侧上部设置净水出口，净水出口的位置低于快速搅拌器的水体出水口，壳体的底部设置沉淀物出口 ； 上述的进料装置、螺旋推料器、快速搅拌器、慢速搅拌器和水泵均安装在一个移动车体内，该移动车体的底部安装车轮。 而且，所述的慢速搅拌器的沉淀物出口上安装控制阀。 而且，还包括一个电控箱，该电控箱与进料装置、螺旋推料器、快速搅拌器、慢速搅拌器、水泵电连接。 本专利技术的优点和积极效果是: 1、本制备方法利用无机黏土矿物蛭石为原料，利用其自身化学组成的特点，采用酸改性的方法，制备液态、固态或者黏稠浆态的絮凝剂。本制备方法的特点是方法简单，工艺不复杂，使用方便，无黏壁现象，且粉末状絮凝剂易于运输。 2、众所周知，矿泉水来自于地下水与矿物材料接触，经过长时间的交换后，水中所含有的对生物无害的矿物元素的金属都是以离子状态分散在水体中，对水体具有很好的净化作用，尤其是对水体中的胶体脱稳起到了极为重要的作用，基于这样的机理，本专利技术利用黏土矿物材料，通过人为的方式，形成高浓度的矿物材料和分散的矿物元素的混合体，充分利用自然界的魅力，实现了低成本、无二次污染水体的净化作用。 3、本絮凝剂的原料天然、无毒，价格低廉，容易获得。采用本制备方法制得的絮凝剂完全没有有害性、毒性和腐蚀性，不存在二次污染的顾虑，并且底物的稳定性很高，即使流入到环境中也不会影响生态系统，对环境和人体十分安全，尤其适合对养殖类、景观类的水体进行处理。此外，絮凝剂絮凝后的沉淀物可以再利用，处理费用低。 4、采用本制备方法产生的絮体较PAC等无机絮凝剂密实，不易上浮，便于分离。 5、本制备方法的作用机理以电荷中和为主，避免受到巨大剪切力而使絮凝剂失效。 6、本絮凝剂在使用过程中，能够迅速絮凝，快速捕集污浊物质，因此净化效果非常明显。 7、采用本方法制备的絮凝剂在应用时所使用的水体净化处理装置可以安装在移动车体上，因此方便室外操作使用，尤其适合在分散的池塘边使用。 8、本专利技术是一种经济、高效、安全的水处理絮凝剂的制备方法，采用本方法所制备的无机矿物材料絮凝剂呈黏稠的浆状体，其颗粒物表面为凹凸不平的多孔结构，较未经过酸改性时矿物材料内部元素的物相发生明显变化，为絮凝作用的发生创造良好条件。本无机絮凝剂具有较好的分散性，可操作条件范围广，适应性强、水处理效果好、使用安全无污染等诸多优点，对保障水资源安全具有重要社会经济价值和广泛应用前景，尤其适合对含有生物的景观类和养殖类水体进行净化处理。 【附图说明】 图1是絮凝剂的SEM图； 图2是絮凝剂的XRD分析图； 图3是河水原水、絮凝过程中、絮凝沉淀后水样的对比示意图； 图4是快速搅拌速度示意图； 图5是快速搅拌时间示意图； 图6是慢速搅拌速度示意图； 图7是慢速搅拌时间示意图； 图8是沉淀时间示意图； 图9是温度示意图； 图10是本专利技术中净化处理装置的结构示意图。 【具体实施方式】 下面结合附图详细叙述本专利技术的实施例；需要说明的是，本实施例是叙述性的，不是限定性的，不能以此限定本专利技术的保护范围。 一种以蛭石矿物为原料的无机絮凝剂的制备方法，包括以下步骤: ⑴.蛭石是一种层状结构的含镁的水铝硅酸盐次生变质矿本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种以蛭石矿物为原料的无机絮凝剂的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：⑴.选用金属铁元素和铝元素含量高的蛭石，将蛭石原料粉碎1‑4min，使其平均粒径为129.5‑213.5μm；⑵.将粉碎后的蛭石与酸溶液进行混合，并剧烈搅拌至糊状，在25‑90℃水浴加热1‑8h后，即可得到黏稠浆状絮凝剂。

【技术特征摘要】
1.一种以蛭石矿物为原料的无机絮凝剂的制备方法，其特征在于:包括以下步骤: (I).选用金属铁元素和铝元素含量高的蛭石，将蛭石原料粉碎l-4min，使其平均粒径为 129.5-213.5μπι ； ⑵.将粉碎后的蛭石与酸溶液进行混合，并剧烈搅拌至糊状，在25-90°C水浴加热l_8h后，即可得到黏稠浆状絮凝剂。2.根据权利要求1所述的一种以蛭石矿物为原料的无机絮凝剂的制备方法，其特征在于:步骤⑴所述的金属铁元素和铝元素含量高的蛭石中的金属铁元素的质量分数为:12-14% ;金属铝元素的质量分数为:25-29%。3.根据权利要求1所述的一种以蛭石矿物为原料的无机絮凝剂的制备方法，其特征在于:步骤⑵所述的粉碎后的蛭石与酸溶液的质量比为0.7-1.5:1。4.根据权利要求1或3所述的一种以蛭石矿物为原料的无机絮凝剂的制备方法，其特征在于:步骤⑵所述的酸溶液是硫酸、盐酸或者草酸，酸溶液的质量分数为10-40%。5.根据权利要求1所述的一种以蛭石矿物为原料的无机絮凝剂的制备方法，其特征在于:将步骤⑵制备的黏稠浆状的絮凝剂加入一定质量的蒸馏水，絮凝剂与水的质量比为1:5-10，然后混匀、过滤，即可得到液态絮凝剂。6.根据权利要求1所述的一种以蛭石矿物为原料的无机絮凝剂的制备方法，其特征在于:将步骤⑵制备的黏稠浆状的絮凝剂在105°C下，干燥4-6h，粉碎研磨即可得到粉末状絮凝剂。7.—种如权利要求1所述的以蛭石矿物为原料的无机絮凝剂的应用，其特征在于:使用净化处理装置中的快速搅拌器将本无机絮凝剂与养殖水或者景观水或者工业水快速搅拌，搅拌速度为100r/min—200r/min,水体在装置中的停留时间平均为Imin—5min,让絮凝剂与处理的水混合均匀，快速破坏水中胶...

【专利技术属性】
技术研发人员：王昶，林鹏，张稹，
申请(专利权)人：天津科技大学，
类型：发明
国别省市：天津;12