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专利号: 2017111558621
申请人: 临沂大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2024-10-29
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种聚合硅酸铝铁絮凝剂的制备方法,其特征在于:是以煤矸石、粉煤灰、赤泥中的一种或多种为原料制备聚硅酸铝铁絮凝剂,具体方法步骤如下:(1)将煤矸石、粉煤灰、赤泥中的一种或多种经过球磨机粉碎到100目以上作为混合原料,其中混合原料中Si/Al/Fe的比例为5~30/20~50/10~40;

(2)将步骤(1)中的混合原料与工业纯碱混合均匀制备成生料,其中生料中纯碱与混合原料的重量比为1:(1~3);

(3)将步骤(2)中的生料在富氧空气环境中,700~950℃的条件下焙烧1~3h,得到熟料,尾气经热交换后得到富二氧化碳气体,热交换后得到的热气用于后面溶液的浓缩结晶步骤;

(4)将焙烧后的熟料加入到3倍质量的水中并在90℃下连续搅拌2h,固液分离后滤液浸洗下一批次焙烧后的熟料并在90℃下连续搅拌2h,如此循环3~10次,最终分别得到滤液A和滤渣B;

(5)将步骤(3)中的富二氧化碳气体通入到滤液A中进行一次碳酸化反应,反应压力

0.35MPa,反应温度40℃,反应结束后充分搅拌1h固液分离,得到滤液C和滤渣D;

(6)将滤渣B、滤渣D和铝酸钙混合破碎后加入到浓度为3%~10%的工业盐酸中进行反应,反应温度为60~80℃,反应完全后静置2h,得到溶液F;

(7)将步骤(5)中得到的滤液C加入到同等体积的水中搅拌均匀后通入富二氧化碳气体进行二次碳酸化反应,反应压力0.35MPa,反应温度40℃,反应结束后充分搅拌1h固液分离,得到聚硅酸及碳酸钠溶液;所述碳酸钠溶液由步骤(3)中热交换后的热气浓缩结晶后循环用于步骤(2)中制备生料;

(8)将步骤(7)中得到的聚硅酸置于反应釜中,并缓慢加入溶液F,搅拌速度不低于150转/分钟,反应温度40℃,溶液F加入后调节溶液pH值到3.5~4,静置6~12h后得到聚合硅酸铝铁絮凝剂。

2.根据权利要求1所述的一种聚合硅酸铝铁絮凝剂的制备方法,其特征在于:优选的,所述步骤(2)中纯碱与混合原料的质量比为1:1.5。

3.根据权利要求1所述的一种聚合硅酸铝铁絮凝剂的制备方法,其特征在于:所述步骤(3)是在富氧空气中进行焙烧,焙烧温度900℃。

4.根据权利要求1所述的一种聚合硅酸铝铁絮凝剂的制备方法,其特征在于:所述步骤(3)中尾气经过两段热交换工序,第一段工序后得到550~700℃的高温热气,第二段工序后得到150~300℃的中温热气,最终所述富二氧化碳气体中二氧化碳的浓度不低于23%,所述中高温热气和中温热气用于步骤(7)中的碳酸钠溶液浓缩结晶工序中。

5.根据权利要求1所述的一种聚合硅酸铝铁絮凝剂的制备方法,其特征在于:所述步骤+(4)当滤液中Na的含量达到4.8~5.5mol/L时停止滤液的循环浸洗。

6.根据权利要求1所述的一种聚合硅酸铝铁絮凝剂的制备方法,其特征在于:所述步骤(5)中当溶液pH值达到12.5~12.7时停止向滤液A中通入富二氧化碳气体。

7.根据权利要求1所述的一种聚合硅酸铝铁絮凝剂的制备方法,其特征在于:所述步骤(6)中铝酸钙的质量为滤渣B和滤渣D总质量的2~5%。

8.根据权利要求1所述的一种聚合硅酸铝铁絮凝剂的制备方法,其特征在于:反应结束后溶液F的pH为2.2~2.5。

9.根据权利要求1所述的一种聚合硅酸铝铁絮凝剂的制备方法,其特征在于:所述步骤(7)中当溶液pH值达到7~8.5时即二次碳酸化反应结束。

10.一种聚合硅酸铝铁絮凝剂,其特征在于:使用权利要求1-9任一项所述的方法制备生产。