CN105217754A

CN105217754A - 一种综合利用铝铁表面酸洗废酸废渣制备复合混凝剂的方法

Info

Publication number: CN105217754A
Application number: CN201510628423.2A
Authority: CN
Inventors: 蒋银峰; 王桂玉
Original assignee: JIANGSU YONGBAO ENVIRONMENTAL PROTECTION TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: JIANGSU YONGBAO ENVIRONMENTAL PROTECTION TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2015-09-28
Filing date: 2015-09-28
Publication date: 2016-01-06

Abstract

本发明涉及一种综合利用铝铁表面酸洗废酸废渣制备复合混凝剂的方法，包括步骤：含铝废渣酸溶、重金属去除，制备含铝液；制备无机型复合混凝剂；制备无机有机复合混凝剂。本发明的有益效果是：原料来源广泛，生产成本低廉，产品质量优异，生产过程环保。

Description

一种综合利用铝铁表面酸洗废酸废渣制备复合混凝剂的方法

技术领域

本发明涉及一种综合利用铝铁表面酸洗废酸废渣制备复合混凝剂的方法，属于固废处置、资源再生利用、发展循环经济技术领域。

背景技术

铝铁金属表面加工的过程中会用到盐酸进行酸洗处理，产生大量的酸洗废液，由于这些废液没有合适的利用途径，这些酸洗废液往往被当作废水进行处理，产生的泥渣也直接进行填埋，不仅消耗大量的人力和财力，而且占用了有限的土地资源。

铝型材表面酸洗废液中铝含量和酸度相对较低，无直接利用的价值，一般企业采取加碱中和沉淀的处理方法，中和后的废水达标排放或进入后续处理工艺，沉淀进入浓缩池浓缩后压滤脱水，脱水后的含铝废渣直接进行填埋。通过对多个铝型材加工企业酸洗废液处理后的废渣进行相关指标检测，检测结果表明：废渣中铝多以凝胶态氢氧化铝存在，具备良好的酸溶性，常压加酸条件下，便可完全溶解，具备资源化利用的价值。钢铁酸洗废液分两种：采用盐酸酸洗得到的废液和采用硫酸酸洗得到的废液。本文中涉及到的是盐酸型钢铁酸洗废液，其主要成分Fe₂O₃％(Fe³⁺)含量为0.5％～3.0％，Fe₂O₃％(Fe²⁺)含量为5～19％，HCl％≥2％，具备直接利用的可行性。

无机型絮凝剂是工业污水、工业用水和饮用水处理过程中的常用药剂。市场上普遍使用的絮凝剂主要有铝系和铁系两大类，聚氯化铝和聚氯化铁分别是其中的典型代表，二者有着不同的絮凝特性。聚氯化铝水解弱、矾花小、疏松、沉降慢且残余铝对人体健康有不良影响，但残余色度小；聚氯化铁水解强、絮体大、密实、沉降快，但残余色度大。而将二者制成复合型混凝剂产品聚氯化铝铁则可以克服二者在使用中的缺陷，不仅可加快絮体沉降速度，而且可降低出水色度。同时我们在制备的聚氯化铝铁产品中加入季铵盐型有机阳离子型聚合物胶体，获得更高效的无机有机复合混凝剂产品。

本发明从固废资源化利用的角度出发，利用铝型材行业含铝废渣和钢铁酸洗废液在较温和条件下制备复合型混凝剂产品聚氯化铝铁，同时在此基础上添加季铵盐型有机阳离子型聚合物胶体进行增效。不仅具有实际应用价值，而且具有经济和环境的双重效益。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：基于上述问题，本发明提供一种综合利用铝铁表面酸洗废酸废渣制备复合混凝剂的方法。

本发明解决其技术问题所采用的一个技术方案是：一种综合利用铝铁表面酸洗废酸废渣制备复合混凝剂的方法，包括以下步骤：

(1)含铝废渣酸溶、重金属去除，制备含铝液：将工业盐酸、含铝废渣加入预溶釜中，常温搅拌，投加重金属捕捉剂，搅拌，板框压滤，得到淡黄色澄清含铝液；

(2)制备无机型复合混凝剂：将含铝液、钢铁表面酸洗废液加入反应釜中，加入氧化剂，常温反应15～30分钟，加入铝酸钙粉，95～105℃反应1～2h，降温压滤，得到无机型复合混凝剂；

(3)制备无机有机复合混凝剂：将季铵盐型有机阳离子型聚合物胶体、无机型复合混凝剂加入混合釜中，搅拌，得到无机有机复合混凝剂。

进一步地，步骤(1)中含铝废渣为铝型材表面酸洗废液处理得到的灰白色或白色的半固体物质，主要成分为Al(OH)₃，铝含量以Al₂O₃计为10～50％，工业盐酸投加量为废渣量的60～250％，重金属捕捉剂为福美钠，投加量是预溶釜中溶液总质量的0.1％，含铝液中铝含量以Al₂O₃计≥4％，pH≥2。

进一步地，步骤(1)中反应过程中补加工业水，工业水投加量为含铝废渣质量的50～400％。

进一步地，步骤(2)中钢铁表面酸洗废液为蓝绿色清澈液体，主要成分为Fe³⁺、Fe²⁺和HCl，其中Fe³⁺含量以Fe₂O₃计为0.5～3％、Fe²⁺含量以Fe₂O₃计为5～19％、HCl含量≥2％，钢铁表面酸洗废液的投加量为含铝液质量的13～25％。

进一步地，步骤(2)中氧化剂为工业级氯酸钠，氧化剂投加量为钢铁表面酸洗废液质量的1～3％；铝酸钙粉铝含量以Al₂O₃％计为47～56％，铝酸钙粉的投加量为含铝液与钢铁表面酸洗废液质量总和的12～20％。

进一步地，步骤(2)中反应过程中补加工业水，工业水投加量为含铝液质量的10～25％。

进一步地，步骤(3)中季铵盐型有机阳离子型聚合物胶体为聚二甲基二烯丙基氯化铵、聚甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、聚丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵中的一种，季铵盐型有机阳离子型聚合物胶体的投加量为无机复合混凝剂质量的1～3％。

进一步地，步骤(3)中得到的无机有机复合混凝剂为红褐色澄清液体，其中铝含量以Al₂O₃计≥10％，Fe³⁺含量以Fe₂O₃计为0.5～2％，Fe²⁺含量以Fe₂O₃计≤0.2％，盐基度为40～90％。

本发明的有益效果是：原料来源广泛：铝铁表面加工行业分布广泛，产生大量的废酸废渣，为本发明的产业化提供了丰富的原料来源；

生产成本低廉：本发明采用的含铝废渣和含铁酸洗废液乃废弃物资源，成本低廉；采用氯酸钠作为氧化剂不仅氧化效率高，来源广泛而且成本低廉；

产品质量优异：通过该工艺制得的复合混凝剂产品为红褐色液体，产品质量稳定，兼有铝系和铁系产品的优点，可广泛应用于各类污水的处理；

生产过程环保：该产品从原料，到生产，到应用整个过程均节能环保。原料为废弃物资源，生产过程在常压下利用反应热即可完成，生产出的产品又可以用于污水净化。符合国家节能减排，发展循环经济的指导思想。

具体实施方式

现在结合具体实施例对本发明作进一步说明，以下实施例旨在说明本发明而不是对本发明的进一步限定。

实施例1

在预溶釜中加入工业盐酸70kg，工业水50kg，常温开动搅拌，投加含铝废渣(铝含量以Al₂O₃计为15％)80kg，投加重金属捕捉剂0.2kg，板框压滤获得淡黄色澄清含铝液。含铝液为200kg，铝含量以Al₂O₃计为6.0％，pH为2.5。

把含铝液200kg、工业水40kg与钢铁表面酸洗废液30kg加入到反应釜中，含铁废盐酸指标为：Fe³⁺含量以Fe₂O₃计为1.5％、Fe²⁺含量以Fe₂O₃计为6％、HCl含量为10％，加入氧化剂0.4kg，常温氧化反应30分钟，加入铝酸钙粉38kg(铝含量以Al₂O₃计为50.13％)，95℃水解聚合反应1h，降温压滤获得无机型复合混凝剂308.4kg。

投加季铵盐型有机阳离子型聚合物胶体聚二甲基二烯丙基氯化铵3.09kg与反应釜中无机型复合混凝剂在混合釜中搅拌复配，即得最终所需混凝剂产品311.49kg。

混凝剂产品中铝含量以Al₂O₃计为10.07％，Fe³⁺含量以Fe₂O₃计为0.72％，Fe²⁺含量以Fe₂O₃计为0.01％，盐基度为77.98％。

实施例2

在预溶釜中加入工业盐酸115kg、工业水77kg，常温开动搅拌，投加含铝废渣(铝含量以Al₂O₃计为18.05％)108kg，投加重金属捕捉剂0.3kg，板框压滤获得淡黄色澄清含铝液。含铝液为300kg，铝含量以Al₂O₃计为6.5％，pH为2.3。

把含铝液300kg、工业水30kg与钢铁表面酸洗废液60kg加入到反应釜中，含铁废盐酸指标为：Fe³⁺含量以Fe₂O₃计为1.2％、Fe²⁺含量以Fe₂O₃计为8％、HCl含量为8％，加入氧化剂1kg，常温氧化反应30分钟，加入铝酸钙粉50kg(铝含量以Al₂O₃计为52.22％)，105℃水解聚合反应2h，降温压滤获得无机型复合混凝剂441kg。

投加季铵盐型有机阳离子型聚合物胶体聚甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵8.82kg与反应釜中无机型复合混凝剂在混合釜中搅拌复配，即得最终所需混凝剂产品449.82kg。

混凝剂产品中铝含量以Al₂O₃计为10.34％，Fe³⁺含量以Fe₂O₃计为1.17％，Fe²⁺含量以Fe₂O₃计为0.09％，盐基度为70.89％。

实施例3

在预溶釜中加入工业盐酸82kg、工业水133.5kg，常温开动搅拌，投加含铝废渣(铝含量以Al₂O₃计为39.89％)34.5kg，投加重金属捕捉剂0.25kg，板框压滤获得淡黄色澄清含铝液。含铝液为250kg，铝含量以Al₂O₃计为5.5％，pH为2.2。

把含铝液250kg、工业水30kg与钢铁表面酸洗废液60kg加入到反应釜中，含铁废盐酸指标为：Fe³⁺含量以Fe₂O₃计为1.2％、Fe²⁺含量以Fe₂O₃计为11％、HCl含量为6％，加入氧化剂1.45kg，常温氧化反应30分钟，加入铝酸钙粉52kg(铝含量以Al₂O₃计为49.82％)，105℃水解聚合反应2h，降温压滤获得无机型复合混凝剂393.45kg。

投加季铵盐型有机阳离子型聚合物胶体聚丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵11.81kg与反应釜中无机型复合混凝剂在混合釜中搅拌复配，即得最终所需混凝剂产品405.26kg。

混凝剂产品中铝含量以Al₂O₃计为10.08％，Fe³⁺含量以Fe₂O₃计为1.81％，Fe²⁺含量以Fe₂O₃计为0.05％，盐基度为84.01％。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims

1.一种综合利用铝铁表面酸洗废酸废渣制备复合混凝剂的方法，其特征是：包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种综合利用铝铁表面酸洗废酸废渣制备复合混凝剂的方法，其特征是：所述的步骤(1)中含铝废渣为铝型材表面酸洗废液处理得到的灰白色或白色的半固体物质，主要成分为Al(OH)₃，铝含量以Al₂O₃计为10～50％，工业盐酸投加量为废渣量的60～250％，重金属捕捉剂为福美钠，投加量是预溶釜中溶液总质量的0.1％，含铝液中铝含量以Al₂O₃计≥4％，pH≥2。

3.根据权利要求1所述的一种综合利用铝铁表面酸洗废酸废渣制备复合混凝剂的方法，其特征是：所述的步骤(1)中反应过程中补加工业水，工业水投加量为含铝废渣质量的50～400％。

4.根据权利要求1所述的一种综合利用铝铁表面酸洗废酸废渣制备复合混凝剂的方法，其特征是：所述的步骤(2)中钢铁表面酸洗废液为蓝绿色清澈液体，主要成分为Fe³⁺、Fe²⁺和HCl，其中Fe³⁺含量以Fe₂O₃计为0.5～3％、Fe²⁺含量以Fe₂O₃计为5～19％、HCl含量≥2％，钢铁表面酸洗废液的投加量为含铝液质量的13～25％。

5.根据权利要求1所述的一种综合利用铝铁表面酸洗废酸废渣制备复合混凝剂的方法，其特征是：所述的步骤(2)中氧化剂为工业级氯酸钠，氧化剂投加量为钢铁表面酸洗废液质量的1～3％；铝酸钙粉铝含量以Al₂O₃％计为47～56％，铝酸钙粉的投加量为含铝液与钢铁表面酸洗废液质量总和的12～20％。

6.根据权利要求1所述的一种综合利用铝铁表面酸洗废酸废渣制备复合混凝剂的方法，其特征是：所述的步骤(2)中反应过程中补加工业水，工业水投加量为含铝液质量的10～25％。

7.根据权利要求1所述的一种综合利用铝铁表面酸洗废酸废渣制备复合混凝剂的方法，其特征是：所述的步骤(3)中季铵盐型有机阳离子型聚合物胶体为聚二甲基二烯丙基氯化铵、聚甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、聚丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵中的一种，季铵盐型有机阳离子型聚合物胶体的投加量为无机复合混凝剂质量的1～3％。

8.根据权利要求1所述的一种综合利用铝铁表面酸洗废酸废渣制备复合混凝剂的方法，其特征是：所述的步骤(3)中得到的无机有机复合混凝剂为红褐色澄清液体，其中铝含量以Al₂O₃计≥10％，Fe³⁺含量以Fe₂O₃计为0.5～2％，Fe²⁺含量以Fe₂O₃计≤0.2％，盐基度为40～90％。