申請(qǐng)日2015.09.11
公開(公告)日2015.12.02
IPC分類號(hào)C02F1/00
摘要
本發(fā)明涉及一種非選擇性重金屬?gòu)U水快速凈化劑，屬于環(huán)境保護(hù)技術(shù)領(lǐng)域。包括以下述重量百分比的組分：鈉化膨潤(rùn)土30-60%，酸處理鋼渣磨細(xì)粉10-50%，酸處理電廠粉煤灰12-32%，聚乙二醇聚合物1-3%，聚丙烯酰胺0.5-1.5%，上述組分合計(jì)100%。本發(fā)明的有益效果：對(duì)非選擇性重金屬?gòu)U水快速凈化處理劑的組分進(jìn)行了深入研究，精選出五個(gè)組份，解決重金屬?gòu)U水處理的普適性難題，提供一種處理效果好、生產(chǎn)成本低、普適性強(qiáng)、處理周期短、設(shè)備條件要求低、不造成二次水體污染的非選擇性重金屬?gòu)U水快速凈化處理劑。
權(quán)利要求書
1.非選擇性重金屬?gòu)U水快速凈化處理劑，包括以下述重量百分比的組分：鈉化膨潤(rùn)土 30-60%，酸處理鋼渣磨細(xì)粉10-50%，酸處理電廠粉煤灰12-32%，聚乙二醇聚合物1-3%， 聚丙烯酰胺0.5-1.5%，上述組分合計(jì)100%。
2.按權(quán)利要求1所述的非選擇性重金屬?gòu)U水快速凈化處理劑，其特征在于所述的鈉化膨 潤(rùn)土的CEC(吸藍(lán)量)值為180-300mg/g。
3.按權(quán)利要求1所述的非選擇性重金屬?gòu)U水快速凈化處理劑，其特征在于所述的熱潑鋼 渣為液態(tài)熱潑鋼渣�；幚泶胚x后，粒徑小于5mm的自然級(jí)配鋼渣，其中鈣鎂硅鋁鐵氧化物 總含量超過95%。
4.按權(quán)利要求1所述的非選擇性重金屬?gòu)U水快速凈化處理劑，其特征在于所述的酸處理 鋼渣磨細(xì)粉和酸處理電廠粉煤灰均磨細(xì)至200目以下。
5.按權(quán)利要求1所述的非選擇性重金屬?gòu)U水快速凈化處理劑，其特征在于所述聚乙二醇 聚合物的分子量為10000～60000;所述聚丙烯酰胺的分子量為106～107。
說明書
一種非選擇性重金屬?gòu)U水快速凈化劑
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種非選擇性重金屬?gòu)U水快速凈化劑，屬于環(huán)境保護(hù)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)
我國(guó)重金屬?gòu)U水產(chǎn)生量巨大，特別是制藥、皮革鞣洗、稀土元素提煉等行業(yè)發(fā)展迅速， 進(jìn)而產(chǎn)生大量的重金屬?gòu)U水，造成了環(huán)境污染，嚴(yán)重影響了相關(guān)企業(yè)及周邊群眾的正常生產(chǎn) 和生活。國(guó)內(nèi)外關(guān)于重金屬?gòu)U水治理相關(guān)技術(shù)的研究很多，成果也很多，但局限于處理工藝、 處理成本、處理效果甚至是環(huán)境的二次污染等原因而不能根治重金屬?gòu)U水污染。
現(xiàn)有的重金屬?gòu)U水處理劑通常分為兩種一種是重金屬氧化還原處理劑，另一種是堿金屬沉 淀處理劑。第一種是通過氧化還原反應(yīng)的原理，促進(jìn)重金屬解毒或脫離而達(dá)到重金屬?gòu)U水處 理的目的，依據(jù)此而形成的重金屬?gòu)U水處理藥劑在處理過程中往往會(huì)在廢水中引入其他溶解 性強(qiáng)的離子，而這些離子的脫除很困難，容易造成水體的二次污染且造價(jià)偏高;第二種則是 依靠堿金屬氫氧化物大多溶解度偏低的原理來處理重金屬?gòu)U水的，這種水處理劑多是強(qiáng)堿型， 對(duì)處理后水體的pH值影響較大，若是再加入藥劑調(diào)節(jié)，則成本上升較快。
因此，國(guó)內(nèi)外研究人員一直致力于開發(fā)出一種開發(fā)出一種處理效果好、生產(chǎn)成本低、普 適性強(qiáng)、處理周期短、設(shè)備條件要求低、不造成二次水體污染的的非選擇性重金屬?gòu)U水快速 凈化處理劑，以滿足我國(guó)相關(guān)行業(yè)重金屬?gòu)U水解毒、快速高效處理處置的需要。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了解決上述技術(shù)問題，提供一種處理效果好、生產(chǎn)成本低、普適性強(qiáng)、 處理周期短、設(shè)備條件要求低、不造成二次水體污染的的非選擇性重金屬?gòu)U水快速凈化處理 劑。
本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：非選擇性重金屬?gòu)U水快速凈化處理劑， 包括以下述重量百分比的組分：鈉化膨潤(rùn)土30-60%，酸處理鋼渣磨細(xì)粉10-50%，酸處理電 廠粉煤灰12-32%，聚乙二醇聚合物1-3%，聚丙烯酰胺0.5-1.5%，上述組分合計(jì)100%。
按上述方案，所述的鈉化膨潤(rùn)土的CEC(吸藍(lán)量)值為180-300mg/g。
按上述方案，所述的熱潑鋼渣為液態(tài)熱潑鋼渣�；幚泶胚x后，粒徑小于5mm的自然級(jí) 配鋼渣，其中鈣鎂硅鋁鐵氧化物總含量超過95%。
本發(fā)明的鋼渣的組分(單位wt%)：CaO45.76、SiO214.30、Al2O31.63、FeO13.11、Fe2O39.28、MgO9.84、MnO1.71、P2O51.40、S0.056，其余為雜質(zhì)。
按上述方案，所述的酸處理鋼渣磨細(xì)粉和酸處理電廠粉煤灰均磨細(xì)至200目以下。
按上述方案，所述聚乙二醇聚合物的分子量為10000～60000;所述聚丙烯酰胺的分子量 為106～107。
本發(fā)明的非選擇性重金屬?gòu)U水快速凈化處理劑的制備方法為：首先將鋼渣、粉煤灰分別 用濃度為15%(體積濃度)鹽酸浸泡4小時(shí)，分別用球磨機(jī)磨細(xì)至不低于200目備用;再將 所述膨潤(rùn)土鈉化處理至CEC值≧180mg/g，并烘干至含水率≦1%備用;然后選擇固定分子量的 乙二醇聚合物和聚丙烯酰胺，最后按照各組分的重量百分比將各個(gè)組分加入封閉三軸攪拌機(jī) 攪拌15～20min后，覆膜打包后，即可。
本發(fā)明對(duì)所述非選擇性重金屬?gòu)U水快速凈化處理劑的制備方法中各步驟控制的理由為：
首先將所述鋼渣、電廠粉煤灰利用濃度為15%鹽酸浸泡4小時(shí)，是為了將鋼渣與粉煤灰 中的惰性成分進(jìn)行侵蝕處理，因?yàn)殇撛c粉煤灰都是高溫過程產(chǎn)生的固體廢棄物，其中很多 鈣鎂硅鋁金屬氧化組成的不定相組織表面致密，不利于活性激發(fā)，用鹽酸侵蝕后，有利于其 活性激發(fā);利用球磨機(jī)將鋼渣與粉煤灰分別磨細(xì)至200目以下，是為了充分激發(fā)其潛在的火 山灰活性，有利于其在水溶液中發(fā)生反應(yīng)。膨潤(rùn)土的鈉化處理主要是為了提高其層間吸附容 量以及離子交換容量，其主要控制技術(shù)指標(biāo)為吸藍(lán)量CEC，本發(fā)明加工時(shí)控制CEC不低于 180mg/g是為了保證整個(gè)處理的吸附效果，同時(shí)也是控制生產(chǎn)成本的要素之一。而乙二醇聚 合物與聚丙烯酰胺則需購(gòu)買工業(yè)成品，控制其分子量主要是為了保證處理效果的同時(shí)控制生 產(chǎn)成本。
各組分的機(jī)理及作用：
鈉化膨潤(rùn)土：主要用于提供重金屬離子吸附固定基體。重金屬離子在包裹、絡(luò)合、吸附 架橋、固定處理后附著于吸附基體內(nèi)部，達(dá)到重金屬離子與水相分離的目的。鈉化膨潤(rùn)土低 于30%，吸附相基體達(dá)不到要求，鈉化膨潤(rùn)土含量高于60%，固液分離能力下降。
酸處理鋼渣磨細(xì)粉：重金屬離子絡(luò)合劑，主要用于提高重金屬離子在水溶液中的絡(luò)合效 果。酸處理鋼渣磨細(xì)粉含量低于10%，難以形成絡(luò)合金屬離子，影響整體重金屬離子的固定 效果，酸處理鋼渣磨細(xì)粉含量高于50%，水溶液中金屬離子絡(luò)合物容易形成過飽和絡(luò)合物， 會(huì)增加重金屬離子在水溶液中的溶解量，降低處理效果。
酸處理電廠粉煤灰：重金屬離子絡(luò)合絡(luò)合物礦化劑，主要用于提高重金屬離子絡(luò)合物的 礦化性，用于提升絡(luò)合物的吸附效果。酸處理電廠粉煤灰含量低于12%，礦化效果差，不利 于吸附，酸處理電廠粉煤灰含量高于32%，不利于重金屬離子絡(luò)合物的形成，降低處理效果。
分子量為10000～60000聚乙二醇聚合物：主要起潤(rùn)濕、分散作用，能降低表面張力， 促進(jìn)各種離子在水溶液中的分散效果。分子量為10000～60000聚乙二醇聚合物含量低于1%， 降低表面張力不明顯，含量高于3%，導(dǎo)致水溶液中泡沫增加，影響絡(luò)合物吸附的均勻性， 且成本增加。
分子量為106～107的聚丙烯酰胺：主要起金屬螯合、沉淀作用。聚丙烯酰胺易溶于水， 實(shí)驗(yàn)證明聚丙烯酰胺是一種極罕見的金屬螯合劑和絮凝劑，當(dāng)聚丙烯酰胺與金屬離子絡(luò)合物 碰撞時(shí)，會(huì)發(fā)生快速的擁擠沉淀現(xiàn)象，聚丙烯酰胺含量低于0.5%，金屬離子的螯合效果不 明顯，聚丙烯酰胺含量高于1.5%，成本增加較大。
本發(fā)明的有益效果：對(duì)非選擇性重金屬?gòu)U水快速凈化處理劑的組分進(jìn)行了深入研究，精 選出五個(gè)組份，解決重金屬?gòu)U水處理的普適性難題，提供一種處理效果好、生產(chǎn)成本低、普 適性強(qiáng)、處理周期短、設(shè)備條件要求低、不造成二次水體污染的的非選擇性重金屬?gòu)U水快速 凈化處理劑。
