一种聚合氯化铝铁絮凝剂的制备方法技术

本发明专利技术提供了一种聚合氯化铝铁絮凝剂，其以二次铝灰和煤炭炉灰渣为原料，二次铝灰经钙化焙烧后，与氧化煤炭炉灰渣酸浸液水解聚合得到聚合氯化铝铁絮凝剂。得到的PAFC絮凝剂具有良好的絮凝性能，能够对生活废水、印染废水、含油污水等多种废水进行处理，取得了良好的处理效果。效果。

【技术实现步骤摘要】
一种聚合氯化铝铁絮凝剂的制备方法


[0001]本专利技术属于污水处理
，具体涉及一种聚合氯化铝铁絮凝剂的制备方法，并且利用该聚合氯化铝铁絮凝剂进行污水处理的方法。

技术介绍

[0002]在铝产品以及与铝相关产业的生产加工、应用和回收的过程中都会产生一种浮渣，通常人们称之为铝灰，也称二次铝灰。每生产一吨铝或铝合金，大约就会有30～50kg铝灰渣产生。因此，在铝和铝合金产业中，产生大量的铝灰，而绝大多数铝灰都未被加以利用，而是直接堆放在垃圾填埋场，不仅造成资源的极大浪费，还会对环境造成极大影响，因此，开发低成本无害化处理技术或高附加值资源化技术将是破解铝灰处置难题的关键策略。
[0003]为保障用电安全及降低用电成本，大多数铝厂都选择建立在电厂附近。而电厂的循环流化床锅炉同样每年也会产生数万吨的循环流化床(Circulating Fluidized Bed，CFB)灰渣。该类灰渣中铁铝元素含量较高，具有较高的经济价值，是制备高效聚合氯化铝铁(Poly Aluminum Ferric Chloride，PAFC)絮凝剂的良好原料。且相比于采用FeCl3、AlCl3制备PAFC，用CFB灰更加廉价易得。
[0004]PAFC絮凝剂是一种高效铝铁无机复合絮凝剂，广泛应用于各种废水的净化处理。PAFC不仅具备聚合氯化铝絮凝剂的优良性能和强大的电荷中和能力，还具有聚合氯化铁絮凝剂吸附能力强、沉淀速度快的特征。使得PAFC逐渐成为大多数废水处理的最佳选择，需求急剧增加，但由于其制备的原材料铝酸钙粉价格不断上涨，使PAFC的研究及应用受到一定的限制。
[0005]因此，本研究欲探究二次铝灰的无害化处理工艺，制备铝酸钙材料并以此作为CFB灰酸浸液的碱化剂，从而制备出高效复合絮凝剂PAFC。

技术实现思路

[0006]为解决上述问题，本专利技术对二次铝灰进行无害化处理，得到含有铝酸钙的处理产物，并加入氧化后的循环流化床(CFB)灰渣酸浸液，从而制备得到聚合氯化铝铁(PAFC)絮凝剂。得到的PAFC絮凝剂具有良好的絮凝性能，能够对生活废水、印染废水、含油污水等多种废水进行处理，取得了良好的处理效果。
[0007]本专利技术的目的之一在于提供一种聚合氯化铝铁絮凝剂的制备方法，所述方法以二次铝灰和煤炭炉灰渣为原料，二次铝灰经钙化焙烧后，与氧化煤炭炉灰渣酸浸液水解聚合得到聚合氯化铝铁絮凝剂。
[0008]所述钙化焙烧为将钙源和二次铝灰混合后，在含氧气氛，如空气气氛下焙烧。
[0009]将煤炭炉灰渣加入到酸溶液中，保温反应，得到炉灰渣酸浸液。
[0010]所述氧化煤炭炉灰渣酸浸液为向煤炭炉灰渣酸浸液中加入氧化剂，反应得到。
[0011]本专利技术的目的还在于提供一种利用所述聚合氯化铝铁絮凝剂进行的污水处理方法，优选处理生活废水、印染废水或含油污水。所述污水处理方法包括将所述聚合氯化铝铁
絮凝剂加入到污水中。
[0012]本专利技术提供的聚合氯化铝铁絮凝剂的制备方法具有以下有益效果：
[0013](1)本专利技术以铝冶炼二次铝灰和电厂煤炭炉灰废渣为原料制备得到聚合氯化铝铁絮凝剂，对二次铝灰进行了无害化处理，实现固废的再次利用。
[0014](2)本专利技术提供的聚合氯化铝铁絮凝剂的制备方法制备工艺简单，在工业过程中能够实现规模化处理。
[0015](3)本专利技术制备得到的聚合氯化铝铁絮凝剂无毒害，在无水处理过程中具有优良的絮凝效果。
[0016]对于生活模拟废水浊度去除率可达99％，总磷的去除率达到91.52％，COD的去除率达到61.56％。对模拟印染废水色度去除率可达81.85％。对于含油废水去油率达到73.26％，去悬率达到99.14％。
附图说明
[0017]图1示出本专利技术实施例1中二次铝灰的XRD图；
[0018]图2示出本专利技术实施例5中处理模拟生活废水，不同絮凝剂添加量下，废水中浊度、总磷以及COD的去除率曲线；
[0019]图3示出本专利技术实施例5中处理模拟生活废水，不同pH下，PAFC的去浊、去磷、去COD曲线；
[0020]图4示出本专利技术实施例5中处理模拟生活废水，不同温度下，PAFC的去浊、去磷、去COD曲线；
[0021]图5示出本专利技术实施例6中不同絮凝剂添加量下对酸性大红与还原蓝模拟废水的色度去除率曲线；
[0022]图6示出本专利技术实施例6中为不同pH下PAFCⅠ对还原蓝与酸性红染料废水的色度去除率曲线；
[0023]图7示出本专利技术实施例6中温度对PAFCⅠ除色性能的影响。
[0024]图8示出本专利技术实施例7中为不同絮凝剂添加量下PAFCⅠ对含油无水的去油、去悬浮物能力曲线；
[0025]图9示出本专利技术实施例7中不同pH下，PAFCⅠ对含油污水的去油、去悬浮物能力曲线；
[0026]图10示出本专利技术实施例1中制得的二次铝灰的钙化焙烧产物的XRD图；
[0027]图11示出本专利技术实施例1中制得的二次铝灰的钙化焙烧产物中各成分含量图；
[0028]图12凯氏定氮法测定二次铝灰和二次铝灰的钙化焙烧产物中氮化铝的含量的实验装置示意图。
具体实施方式
[0029]下面通过具体实施方式对本专利技术进行详细说明，本专利技术的特点和优点将随着这些说明而变得更为清楚、明确。
[0030]本专利技术提供了一种聚合氯化铝铁絮凝剂的制备方法，所述方法以二次铝灰和煤炭炉灰渣为原料，二次铝灰经钙化焙烧后，与氧化煤炭炉灰渣酸浸液水解聚合得到聚合氯化
铝铁絮凝剂。
[0031]所述二次铝灰为铝土矿冶炼铝或铝合金产生的浮渣。所述煤炭炉灰渣为煤炭经循环流化床锅炉750
‑
1000℃下，优选800
‑
950℃下燃烧产生的灰渣。
[0032]所述二次铝灰中，Al2O3含量为35
‑
45wt％，AlN含量为15
‑
25wt％，铝单质含量为4
‑
8wt％。
[0033]所述煤炭炉灰渣中，铁主要以氧化物的形式存在，铝主要以钙长石以及黄长石的形式存在。
[0034]所述钙化焙烧为将钙源和二次铝灰混合后，在含氧气氛，如空气气氛下焙烧。
[0035]优选地，先对钙源和二次铝灰的混合物进行研磨处理，优选为球磨。处理后，钙源和二次铝灰的混合物的平均粒径为5
‑
45μm，优选为10
‑
35μm，更优选为15
‑
25μm。
[0036]为了使二次铝灰与钙源充分接触，增加反应面积，采用球磨等方式使二次铝灰与钙源充分混匀。并且在研磨作用下还可以破坏AlN表面的氧化铝层，使得AlN充分暴露于空气之中，更易进行脱氮反应。同时，还可以充分分散金属铝，使其发生较大程度的表面氧化，从而降低了其活性，避免了其粉尘云的燃烧才可能发生的爆炸。
[0037]所述钙源选自生石灰和钙盐中的一种或几种，优选选自生石灰、碳酸钙和本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种聚合氯化铝铁絮凝剂的制备方法，其特征在于，所述方法以二次铝灰和煤炭炉灰渣为原料，二次铝灰经钙化焙烧后，与氧化煤炭炉灰渣酸浸液水解聚合得到聚合氯化铝铁絮凝剂。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述二次铝灰为铝土矿冶炼铝或铝合金产生的浮渣；所述煤炭炉灰渣为煤炭经循环流化床锅炉中燃烧产生的灰渣。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述钙化焙烧为将钙源和二次铝灰混合后，在含氧气氛下焙烧。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，先对钙源和二次铝灰的混合物进行研磨处理，优选为球磨，处理后，钙源和二次铝灰的混合物的平均粒径为5
‑
45μm，优选为10
‑
35μm，更优选为15
‑
25μm。5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述钙源与二次铝灰的质量比为(0.3
‑
0.9):1，优选为(0.4
‑
0.8):1，更优选为(0.5
‑
0.7):1。6.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述焙烧温度为500
‑
1200℃，优选为650
‑
1100℃，更优选为800
‑
1000℃；所述焙烧时间为1.5
‑
5.5h，优选为2
‑
4.5h，更优选为2.5
‑
3.5h。7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，将煤炭炉灰渣加入到酸溶液中，保温反应，得到炉灰渣酸浸液；所述酸溶液为盐酸或盐酸和硫酸的混合溶液；所述氧化煤炭炉灰渣酸浸液为向...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕国诚，唐朝振，刘梦，周风山，廖立兵，
申请(专利权)人：中国地质大学北京，
类型：发明
国别省市：