复合絮凝剂及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种复合絮凝剂及其制备方法，首次利用钛白废酸及硫酸亚铁、废旧尼龙和淀粉为原料，采用“一锅煮”的简单工艺，获得了投加量少、聚沉速度快、去污能力强、应用范围广的高效复合絮凝剂。本发明专利技术以废治废、变废为宝、改善环境，为工业废弃物的资源化、无害化处理开辟了新途径，利于环境保护。应用本发明专利技术不仅可以充分利用钛白废酸及其副产品硫酸亚铁，解决了环境污染问题，还可以有效提高钛白粉产业的附加价值，同时降低了絮凝剂的生产成本和污水的处理成本，具有很强的经济效益、环保效益和社会效益。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于废酸处理及水处理剂制备
，涉及一种，尤其是用硫酸法钛白废酸及其副产品硫酸亚铁制备的高效复合絮凝剂。
技术介绍
随着人们环保意识的增强，工业废水、城市污水的达标处理成为当务之急。根据调查，目前工业废水处理量还不到总量的20%，城市污水暂时仅在少数城市进行实验性处理， 主要原因是处理费用高。因此，开发高效、廉价的废水处理剂刻不容缓。絮凝剂是最重要的水处理剂，它用量极大，每年以很高的百分比递增。传统絮凝剂已逐步被无机及有机高分子絮凝剂所替代。无机高分子絮凝剂(聚合铁、聚合铝)比传统絮凝剂(低分子铁盐、铝盐)效果更优异，且比有机高分子絮凝剂价格低廉，但它的相对分子质量和粒度以及絮凝架桥能力比有机絮凝剂差，同时还存在进一步水解反应的不稳定性问题。有机高分子絮凝剂主要有人工合成和天然改性两种。人工合成的有机高分子絮凝剂如聚丙烯酰胺、聚乙烯亚胺等在使用中具有用量少、凝聚速度快、絮凝体大而强韧的特点，已被广泛应用于污水处理，但它价格偏高，而且若生产时留存有未聚合单体则有毒性。天然改性高分子絮凝剂具有原料来源广、价格较低、易生物降解等特点，其中，淀粉改性絮凝剂尤为引人注目。国外水处理药剂市场中，淀粉改性絮凝剂占有相当大的市场比例，开发及应用研究十分活跃。然而，天然高分子絮凝剂电荷密度较小、分子量低且易发生生物降解而失去活性，这些弱点促使研究和开发向各种复合型高分子絮凝剂发展。污水是一种复杂、稳定的分散体系，单一的絮凝剂往往无法获得满意的处理效果， 因此，近年来研究人员开始研制复合絮凝剂。实践证明，复合絮凝剂表现出优于单一絮凝剂的效果。研究表明，无机/有机复合絮凝剂的絮凝效果更佳，有望成为新生代的高效絮凝剂。无机/有机复合絮凝剂的复配机理主要与其协同作用有关，一方面污水杂质为无机絮凝剂所吸附，发生电中和作用而凝聚；另一方面又通过有机高分子的桥连作用，吸附在有机高分子的活性基团上，从而网捕其它的杂质颗粒一同下沉，起到更为优异的絮凝效果，因此这是无机絮凝剂的高正电荷密度和有机高分子絮凝剂的网捕功能联合协同作用的结果。研究和应用高效低耗、安全无害、无二次污染的水处理剂是提高水环境质量和水处理科学技术水平的重要途径之一。我国的钛白粉98%以上由硫酸法生产，平均每生产I吨钛白粉会产生6 8吨的废酸(硫酸质量浓度为20%左右)和2. 5^4吨的副产品七水硫酸亚铁(绿矾，FeSO4 · 7H20)。按粗略估计，全国钛白粉厂每年至少产生170万吨废酸和100万吨副产品硫酸亚铁。由于处理钛白废酸的成本过高，提高了钛白粉生产企业的运行成本；另一方面，七水硫酸亚铁的产量远超过钛白粉自身的产量，同时又在市场上滞销，因为除少量七水硫酸亚铁用作净水剂、 肥料和饲料添加剂外，绝大部分被厂家当作废品处理或长期堆放，任 其流失。如何处理副产物和废酸是硫酸法生产钛白粉厂家生存和发展的关键。尼龙是高分子聚合物聚酰胺的俗称，也称为锦纶，简称PA，是世界上第一种完全人造的纤维。由于聚酰胺具有无毒、质轻、优良的机械强度、耐磨性及较好的耐腐蚀性，因而广泛应用于纺织、机械、化工、仪表、汽车等工业中。聚酰胺熔融纺成丝后有很高的强度，主要制作合成纤维并可用于医用缝线。聚酰胺的耐磨性在所有天然纤维和化学纤维中，可称得上冠军，能制成长纤或短纤，短纤维主要用于同羊毛或其他毛型化纤混纺，制成各种耐磨经穿的衣料；长纤维制成各种弹力袜、尼龙丝袜、锦纶蚊帐、弹力锦纶外衣、各种锦纶绸等。由于尼龙品种多、产量大、应用广泛，产生的废旧尼龙数量也很多，但大多成为垃圾被丢弃。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种性能优良、成本低廉的，该法以硫酸法钛白废酸及其副产品硫酸亚铁和废旧尼龙、淀粉等为原料，变废为利、 工艺过程及操作方法简单、可实现性强、效率高成本低、应用范围广，同时实现了钛白粉产业钛白废酸及其副产品的资源化、无害化处理，提高钛白粉产业的附加价值。为解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案复合絮凝剂，以硫酸法钛白废酸及其副产品硫酸亚铁、废旧尼龙和淀粉为原料，采用一锅煮的方法制备。上述制备以氯酸钾为氧化剂、粉煤灰为助聚剂。上述复合絮凝剂的制备方法，包括以下步骤(I)将废旧尼龙加入到钛白废酸中煮沸溶解；(2)于步骤(I)的混合液中加入水、硫酸亚铁、氯酸钾、粉煤灰和淀粉；(3)将步骤(2)的混合液·搅拌反应；(4)将步骤(3)的反应液固液分离，即得液体复合絮凝剂。钛白废酸中硫酸的质量浓度为15% 30%，废旧尼龙为废弃尼龙袜、废旧尼龙衣物、尼龙布下脚料，硫酸亚铁为硫酸法生产钛白粉的初级固体副产品，粉煤灰粉碎至粒度为 100 200目，淀粉预先进行碱化。步骤(I)中钛白废酸和废旧尼龙的液固比为1:4 30 (体积质量比V(L)/m(g))， 步骤(2)中水、硫酸亚铁、氯酸钾、粉煤灰和淀粉的质量比为100 300:20 100:12 20:0. 5 1. O:1 6。步骤(3)的反应过程中反应液pH控制在I 1. 5。步骤(3)的反应过程中反应温度为室温 70°C，反应时间为1. O 3. Oh。针对硫酸法生产钛白粉企业的废酸处理成本高及其副产品硫酸亚铁资源浪费的问题，专利技术人首次利用钛白废酸及硫酸亚铁、废旧尼龙和淀粉为原料，采用“一锅煮”的简单工艺，获得了投加量少、聚沉速度快、去污能力强、应用范围广的高效复合絮凝剂。本专利技术以废治废、变废为宝、改善环境，为工业废弃物的资源化、无害化处理开辟了新途径，利于环境保护。应用本专利技术不仅可以充分利用钛白废酸及其副产品硫酸亚铁，解决了环境污染问题，还可以有效提高钛白粉产业的附加价值，同时降低了絮凝剂的生产成本和污水的处理成本，具有很强的经济效益、环保效益和社会效益。总之，本专利技术具有如下突出优点(I)巨大的资源优势本专利技术原料来源广泛、价廉易得，属于废物利用、变废为利。(2)工艺简单效高费低本专利技术采用“一锅煮”的方法，使絮凝剂制备工艺过程及操作方法更为简单，时间大大缩短，设备投资少，可实现性强。(3)产品性能优良本专利技术的高效复合絮凝剂化学性能稳定，投加量少，絮凝速度快，10分钟内可完成整个絮凝过程，去浊率、脱色率、COD去除率高。在污水净化处理方面， 本专利技术效果优于聚合氯化铝和其他市售絮凝剂等同类产品。聚合硫酸铁用于废水处理时， 常联合助凝剂聚丙烯酰胺一起使用，也就是说传统方式是分别制备无机和有机絮凝剂后再联合使用，而本专利技术获得的复合絮凝剂产品属无机/有机复合絮凝剂，在制备同时即将两者复合，可改变传统分别投加的方式，是当前絮凝剂发展的新方向，在水处理领域中将会有广阔的应用前景。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术作进一步说明。实施例原料钛白废酸来自硫酸法生产钛白粉的废酸，其中硫酸的质量浓度为 15% 30% ;废旧尼龙为废弃尼龙袜；硫酸亚铁为硫酸法生产钛白粉的初级固体副产品；粉煤灰粉碎至粒度为100 200目；淀粉为预碱化淀粉。实施例1(I)将2. Og废旧尼龙袜剪成小块加入到120mL钛白废酸中，搅拌下煮沸15分钟溶解；(2)于步骤(I)的混合液中加入200mL水、40g七水硫酸亚铁、15g氯酸钾、O. 6g粉煤灰和5g预碱化淀粉；(3)将步骤(2)的混合液于恒温磁力搅拌器中搅拌反应，反应过程中反应液pH控制在I 1. 5，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种复合絮凝剂，其特征在于以硫酸法钛白废酸及其副产品硫酸亚铁、废旧尼龙和淀粉为原料，采用一锅煮的方法制备。

【技术特征摘要】
1.一种复合絮凝剂，其特征在于以硫酸法钛白废酸及其副产品硫酸亚铁、废旧尼龙和淀粉为原料，采用ー锅煮的方法制备。2.根据权利要求1所述的复合絮凝剂，其特征在于所述制备以氯酸钾为氧化剂、粉煤灰为助聚剂。3.根据权利要求2所述复合絮凝剂的制备方法，其特征在于包括以下步骤 (1)将废旧尼龙加入到钛白废酸中煮沸溶解； (2)于步骤(I)的混合液中加入水、硫酸亚铁、氯酸钾、粉煤灰和淀粉； (3)将步骤(2)的混合液搅拌反应； (4)将步骤(3)的反应液固液分离，即得液体复合絮凝剂。4.根据权利要求3所述复合絮凝剂的制备方法，其特征在于所述钛白废酸中硫酸的质量浓度为15% 30%，所述废旧尼龙为废弃尼龙袜、废旧尼龙衣物...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢祖芳，朱万仁，庞起，晏全，陈渊，周振，
申请(专利权)人：玉林师范学院，
类型：发明
国别省市：