一种制备聚合硫酸铝铁钛的方法技术

本发明专利技术涉及冶金资源综合利用技术领域，基于解决现有单一混凝剂无法达到要求的处理指标，如何利用煤矸石和钛渣进行处理并得到优异的絮凝剂，提供一种制备聚合硫酸铝铁钛的方法，包括以下步骤：将煤矸石研磨、焙烧后，用硫酸进行酸浸，经过滤、洗涤，得到煤矸石酸浸液；将钛渣研磨、加入碳酸盐并经焙烧后得到改性钛渣，再用浓硫酸对改性钛渣进行酸浸，经过滤、洗涤，得到钛渣酸浸液；将煤矸石酸浸液与钛渣酸浸液混合，加入碱液调节pH后，将混合液进行聚合反应，然后离心、熟化、干燥，即得聚合硫酸铝铁钛；其可使得聚合硫酸铝铁钛聚合度提高，使得混凝剂的性能大幅度提升，最高可同时实现水中97.62％的浊度去除率、47.21％的COD去除率和41.54％的UV

【技术实现步骤摘要】
一种制备聚合硫酸铝铁钛的方法


[0001]本专利技术涉及冶金资源综合利用
，具体而言，涉及一种制备聚合硫酸铝铁钛的方法。

技术介绍

[0002]混凝是水处理工序中的一道重要工序，主要用来去除废水中的悬浮物质，而铁盐和铝盐是目前在水处理中使用最多的两种混凝剂。但是单独的铁盐混凝物和单独的铝盐混凝物都有明显的缺点，利用单一的铝盐混凝剂对废水进行处理后，仍然会有一定量的铝随着处理后的水流入下一级处理工序中，造成二次污染，而单一的铁盐混凝剂出水带有一定的气味和色度，且铁盐混凝剂对设备的腐蚀度很大，变相的提高了水处理设备的成本。除此之外，随着我国水质标准的不断提升，传统的单一混凝剂无法达到要求的处理指标，研究更高效的新型混凝剂迫在眉睫。
[0003]煤矸石作为煤炭开产的伴生产物，每年国内的产量高达1.5亿吨，已经成为我国堆存面积最大的固体废弃物之一。由于煤矸石产量过大，无法及时处理导致其在矿区大量堆积，形成矸石山，减少了矿区附近土地的有效使用率，还会在堆存过程中由于风化、自燃等现象产生大量有毒有害的物质污染周边矿区的生态环境，甚至对人体健康也会有一定的威胁。但是煤矸石中含有大量Al2O3、Fe2O3等金属氧化物，将煤矸石中的这些金属氧化物提取出来并进行资源化利用能够有效的弥补我国在金属资源方面的不足，同时还可以减少煤矸石的堆存量。同时，我国作为钛资源储量最高的国家，但是我国的钛利用率仅为15％，大量的钛在高炉冶炼过程中流入渣相里，冷却后就形成了钛渣。因此如何利用煤矸石和钛渣进行处理并得到有益的絮凝剂显得尤为重要。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于解决上述传统的单一混凝剂无法达到要求的处理指标，如何利用煤矸石和钛渣进行处理并得到优异的絮凝剂，本专利技术提供一种制备聚合硫酸铝铁钛的方法。
[0005]本专利技术的实施例通过以下技术方案实现：
[0006]一种制备聚合硫酸铝铁钛的方法，包括以下步骤：
[0007](1)按钛铁摩尔比0.4:1分别取一定量的钛渣和煤矸石为原料；
[0008](2)将煤矸石研磨过筛，经焙烧热活化煤矸石后，用硫酸溶液进行酸浸，反应结束后经过滤、洗涤，得到煤矸石酸浸液；
[0009](3)将钛渣研磨过筛，然后加入碳酸盐并经焙烧后得到改性钛渣，再利用浓硫酸对改性钛渣进行酸浸，反应结束后经过滤、洗涤，得到钛渣酸浸液；
[0010](4)将煤矸石酸浸液与钛渣酸浸液混合后，加入碱液调节pH后，将混合液在一定温度下进行一定时间的聚合反应，聚合反应结束后进行离心、熟化、干燥，即可制得聚合硫酸铝铁钛。
[0011]进一步地，步骤(2)中，酸浸时：硫酸与煤矸石的液固比为5～7：1，反应温度为90～110℃，酸浸时间2～4h。
[0012]进一步地，步骤(2)中，研磨时：粉磨至过160目筛筛余量＜10％；焙烧时：在750～850℃下，煅烧1～2h。
[0013]进一步地，步骤(2)中，硫酸的浓度为2.0～3.0mol/L。
[0014]进一步地，步骤(3)中，酸浸时：硫酸与钛渣的液固比为3～5：1，反应温度为60～80℃，酸浸时间1.5～3h。
[0015]进一步地，步骤(3)中，研磨时：粉磨至过160
‑
200目筛筛余量＜10％；焙烧时：在800～900℃下，焙烧1.5～2.5h。
[0016]进一步地，步骤(3)中，硫酸的浓度为80～90wt％。
[0017]进一步地，步骤(3)中，碳酸盐与钛渣的质量比为1
‑
2:1。
[0018]进一步地，步骤(3)中，碳酸盐可为碳酸钠、碳酸钙、碳酸钾、碳酸镁、碳酸铁。
[0019]进一步地，步骤(4)中，聚合反应时的聚合温度为60～80℃、聚合时间为3～5h。
[0020]进一步地，步骤(4)中，熟化时的熟化温度为30～50℃、熟化时间为24～28h。
[0021]本专利技术实施例的技术方案至少具有如下优点和有益效果：
[0022]1、本专利技术制备方法可提高聚合硫酸铝铁钛絮凝剂的碱化度，使得共聚物中的Al
a
、Fe
a
和钛盐低聚合物向Al
b
、Fe
b
和钛盐中高聚合物等有效活性组分的方向转化，Ti(Ⅳ)的水解产物形态也会由单体以及低聚合物逐渐变成中高聚合物，聚合硫酸铝铁钛聚合度提高，使得混凝剂的性能大幅度提升，其电中和作用、吸附架桥作用以及网捕卷扫作用均得到一定的增强，在这三种作用的协同下，污水中的胶体颗粒迅速脱稳，污染物的去除效率获得大幅提升。本专利技术制得的聚合硫酸铝铁钛絮凝剂对水中浊度、COD、UV
254
的去除效果优异，最高可同时实现水中97.62％的浊度去除率、47.21％的COD去除率和41.54％的UV
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去除率。97.62％、47.21％和41.54％。
附图说明
[0023]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅展示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
[0024]图1为钛铁摩尔比对PAFTS碱化度以及浊度、COD、UV
254
去除率的影响。
[0025]图2为pH对PAFTS碱化度以及浊度、COD、UV
254
去除率的影响。
[0026]图3为聚合时间对PAFTS碱化度以及浊度、COD、UV
254
去除率的影响。
[0027]图4为聚合温度对PAFTS碱化度以及浊度、COD、UV
254
去除率的影响。
[0028]图5为熟化温度对PAFTS碱化度以及浊度、COD、UV
254
去除率的影响。
[0029]图6为熟化时间对PAFTS碱化度以及浊度、COD、UV
254
去除率的影响。
具体实施方式
[0030]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建
议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
[0031]下面对本专利技术实施例提供的一种制备聚合硫酸铝铁钛的方法进行具体说明。
[0032]一种制备聚合硫酸铝铁钛的方法，包括以下步骤：
[0033](1)按钛铁摩尔比0.4:1分别取一定量的钛渣和煤矸石为原料，
[0034](2)将煤矸石粉磨至过160目筛筛余量＜10％；然后在750～850℃下，焙烧1～2h，热活化煤矸石后，用2.0～3.0mol/L硫酸溶液进行酸浸，硫酸与煤矸石的液固比为5～7：1，反应温度为90～110℃，酸浸时间2～4h；反应结束后经过本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种制备聚合硫酸铝铁钛的方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)按钛铁摩尔比0.4:1分别取一定量的钛渣和煤矸石为原料；(2)将煤矸石研磨过筛，经焙烧热活化煤矸石后，用硫酸溶液进行酸浸，反应结束后经过滤、洗涤，得到煤矸石酸浸液；(3)将钛渣研磨过筛，然后加入碳酸盐并经焙烧后得到改性钛渣，再利用浓硫酸对改性钛渣进行酸浸，反应结束后经过滤、洗涤，得到钛渣酸浸液；(4)将煤矸石酸浸液与钛渣酸浸液混合后，加入碱液调节pH后，将混合液在一定温度下进行一定时间的聚合反应，聚合反应结束后进行离心、熟化、干燥，即可制得聚合硫酸铝铁钛。2.根据权利要求1所述的制备聚合硫酸铝铁钛的方法，其特征在于，步骤(2)中，酸浸时：硫酸与煤矸石的液固比为5～7：1，反应温度为90～110℃，酸浸时间2～4h。3.根据权利要求2所述的制备聚合硫酸铝铁钛的方法，其特征在于，步骤(2)中，研磨时：粉磨至过160目筛筛余量＜10％；焙烧时：在750～850℃下，煅烧1～2h。4.根据权利要求3所述的制备聚合硫酸铝铁钛的方法，其特征在于，步骤(2)中，硫酸的浓度为...

【专利技术属性】
技术研发人员：周建民，车紫嫣，董海锋，毛锋，刘威，
申请(专利权)人：成都纺织高等专科学校，
类型：发明
国别省市：