用水淬渣或飛灰生產矽酸系絮凝劑的方法
2023-09-18 17:21:45
專利名稱：用水淬渣或飛灰生產矽酸系絮凝劑的方法
技術領域：
本發明涉及一種生產矽酸系絮凝劑的方法，特別是一種利用發電廠立式旋風爐排出的水淬渣或飛灰生產矽酸系絮凝劑的方法。
現有水處理使用的絮凝劑主要有鋁系絮凝劑和鐵系絮凝劑以及高分子絮凝劑等。其中鋁系絮凝劑如硫酸鋁、聚合氯化鋁主要利用鋁的氫氧化物生成的凝集效果，當處理水的PH值在中性附近時有效，但當處理酸性水或強鹼水時，需先調處水的PH值，比較麻煩且處理後汙泥的脫水性也不好。另外，鐵系絮凝劑是同鋁系絮凝劑一樣，只能利用鐵的氫氧化物的凝集效果，且處理後的水中殘留Fe+2、Fe+3不容易去除。
近年來，人們又開發利用了有機高分子絮凝劑，水處理的效果有了明顯改進，但由於該絮凝劑的親水性好，對人體有害並造成了二次汙染環境，且造價較高，使用受到了限制。上述的絮凝劑只有凝集主劑的機能，沒有凝集助劑的效果。日本水道機工公司的長谷川孝雄等人用水玻璃和硫酸製造聚合矽酸，然後在矽酸中添加鋁鹽和鐵鹽製造聚矽酸鋁或聚矽酸鐵。該絮凝劑製造方法複雜，難於控制矽酸的聚合度，且成本也比較高。
為了解決上述技術的不足，本發明的目的是要提供一種原料來源廣泛，製造工藝簡單，價格低廉，即有絮凝劑主劑的機能，又有絮凝劑助劑作用的生產絮凝劑的方法。
本發明技術方案是這樣的1.把摻入一定量的石灰石或白雲石的燃料煤在發電廠立式旋風爐中燃燒，其溶融排出的水淬渣及飛灰或它們的混合物與鹽酸、硫酸或它們的混酸進行溶解反應，反應液PH值達到1.5～3.5時，停止反應，進行過濾製得含鋁離子等多價金屬離子和鈣、鎂離子等鹼土金屬離子，以及活性矽酸的絮凝劑溶液;或者反應進行一定時間後用水稀釋，過濾也可以同樣製得絮凝劑。
2.把摻入一定量的石灰石和含鎂礦石，如蛇紋石等的燃料煤在發電廠立式旋風爐中燃燒，其溶融排出的水淬渣及飛灰或它們的混合物，用1的方法製得的液態絮凝劑。
3.把摻入一定量的石灰石和含鉀的礦石，如鉀長石或明礬石等的燃料煤在發電廠立式旋風爐中燃燒，溶融排出的水淬渣及飛灰或它們的混合物，用1的方法製得的液態絮凝劑。
4.將用1，2，3方法製得的水淬渣及飛灰或它們的混合物摻入一定量高爐礦渣或在700℃下燃燒的煤矸石灰用1的方法製得液態絮凝劑。
具體配比如下
4.將用1、2、3方法製得的水淬渣或飛灰50%～90%摻入10%～50%的高爐礦渣或在700℃下燃燒的煤矸石灰用1的方法製得液態絮凝劑。
電廠立式旋風爐排出的水淬渣的礦物組成推定為2CaO·Al2O3·SiO2，2CaO·MgO，2SiO2，2CaO·SiO2，CaO·SiO2等複合結晶體。為了加快溶解速度，首先，將水淬渣粉碎成100目以上的微粉末狀態，把水淬渣或飛灰用0.5當量～6當量的鹽酸、硫酸或它們的混酸1∶1中溶解，當酸的濃度低於0.5當量時溶解量少，所需時間長，當酸的濃度高於6當量時溶解過程中很快生成膠體沉澱，不易控制。水淬渣或飛灰同酸濃度的混合比例是當酸的濃度為1當量時，水淬渣飛灰粉末為10重量，酸溶液100重量以上，300重量以下。當酸的濃度6當量時，水淬渣飛灰粉末10重量，酸溶液50重量以上，200重量以下，當用硫酸，鹽酸混酸時比例相同。把水淬渣飛灰用酸溶解時，因水淬渣飛灰中所含的CaO和MgO等引起中和反應，使酸溶液的PH值逐漸上升，同時，可溶性矽酸在酸性溶液中進行溶解時OH-結合生成(SiOH)，溶解的矽酸超過100PPM時變成單體矽酸或活性矽酸Si(OH)4，該活性矽酸在酸性水中進行矽烷醇化，並且逐漸進行聚合凝膠，它具有雙電荷，即兩極性，故具有正、負各電荷的物質都可以被吸附，在聚合，凝膠時水中所含的Zn、Pb、As等金屬離子，P-3等陰離子，陰離子表面活性劑等溶解物同矽酸結合整體地聚合凝膠，還有蛋白質，脂肪等微粒子或懸浮物，懸濁物也在活性矽酸中被吸附後整體地進行聚合凝膠。凝膠後的矽酸穩定性好，自然狀態下沒有逆反應生成。在含活性矽酸的溶液中存在Al+3、Ca+2、Mg+2等陽離子時，急速進行聚合凝膠反應，Al+3是可以單獨聚合→凝膠，可是Ca+2、Mg+2共存時它的效果更好，這是Al+3在矽酸聚合體內同矽酸分子形式換取，即所謂的相互作用結果，生成的矽酸變性的緣故。(-SiOH)m+Al+3＝(-SiOH)m-n·(SiO)nAl+3+nH+，另外Ca+2或Mg+2是同HCO-3、SO-24化學結合生成難溶性沉澱物以提高凝聚沉澱效果。
用本發明生產的絮凝劑的特點是適合於提取、凝聚、去除上水及下水中含有的各種混雜物，如各種溶解物、微粒子、懸浮物等。水中混雜物去除的機理是絮凝劑中的Al+3、Ca+2、Mg+2等離子和水中溶解物發生化學反應，而產生沉澱物吸附水中的混雜物以及在水中溶解的活性矽酸，即單體矽酸的聚合、膠凝等三重作用的結果。除此之外還具有提取水中磷酸的功能。淨化效果好，工藝簡單，成本低，易於推廣。
下面將結合具體實施例及應用例對本發明作進一步的描述實施例1用3N的HCL300ml放入到燒杯中，然後投入粉碎成100目以上的用技術方案中1、2、3方法製得的水淬渣或飛灰50克，攪拌進行反應，反應液PH值達到1.5～3.5時，停止反應，進行過濾得到矽酸系絮凝劑。
實施例2用4N的硫酸300ml放入到燒杯中，然後投入粉碎成100目以上的用技術方案中1、2、3方法製得的水淬渣或飛灰50克攪拌，進行反應30分鐘，反應液PH值達到30分鐘，然後用4倍硫酸的水稀釋，過濾得到矽酸系絮凝劑。
應用例1濟南黃河的水源濁度為500，添加實施例1或2製得的絮凝劑，比例為1，000∶1後攪拌2分鐘，靜止10分鐘後測得濁度降到1～0。
應用例2冬天吉林的松花江水，水溫10℃，濁度5，在1，000ml的水中添加實施例1或2製得的絮凝劑1ml後攪拌2分鐘，靜止2分鐘，測得的濁度為0。
權利要求
1.一種用水淬渣或飛灰生產矽酸系絮凝劑的方法，其特徵是(1)把含5%～15%石灰石或白雲石摻入85%～95%的燃料煤在發電廠立式旋風爐中燃燒，其溶融排出的水淬渣及飛灰或它們的混合物與鹽酸，硫酸或它們的混酸進行溶解反應，反應液PH值達到1.5～3.5時，停止反應，進行過濾製得含鋁離子等多價金屬離子和鈣、鎂離子等鹼土金屬離子，以及活性矽酸的絮凝劑溶液；或者反應進行一定時間後用水稀釋，過濾也可以同樣製得絮凝劑。(2)把含5%～15%石灰石或白雲石、2%～5%的蛇紋石摻入80%～93%的燃料煤在發電廠立式旋風爐中燃燒，其溶融排出的水淬渣及飛灰或它們的混合物，用(1)的方法製得的液態絮凝劑。(3)把含5%～15%石灰石或白雲石，2%～5%鉀長石摻入80%～93%的燃料煤在發電廠立式旋爐中燃燒，溶融排出的水淬渣及飛灰或它們的混合物，用1的方法製得的液態絮凝劑。(4)將用(1)、(2)、(3)方法製得的水淬渣或飛灰50%～90%摻入10%～50%的高爐礦渣或在700℃下燃燒的煤矸石灰用(1)的方法製得液態絮凝劑。
全文摘要
一種利用發電廠立式旋風爐排出的水淬渣或飛灰生產矽酸系絮凝劑的方法。其特徵是把摻入一定量的石灰石、白雲石、含鎂礦石及含鉀礦石的燃料煤在發電廠立式旋風爐中燃燒，其熔融排出的水淬渣及飛灰或它們的混合物與鹽酸、硫酸或它們的混酸進行溶解反應，過濾製得液態絮凝劑。用於上下水的處理，可有效地凝聚去除水中含有的各種混雜物，具有提取、聚合、膠凝的三重作用，工藝簡單，成本低，淨化效果好，易於推廣。
文檔編號B09B3/00GK1091393SQ94110019
公開日1994年8月31日 申請日期1994年1月13日 優先權日1994年1月13日
發明者金革, 修國華, 吳玉華 申請人:瀋陽化工學院