專利名稱：一種高爐冶金渣制備的復(fù)合無機(jī)高分子污泥脫水調(diào)理劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明專利屬于高爐冶金渣的資源化利用領(lǐng)域，涉及利用高爐冶金渣為主要原料合成一種復(fù)合無機(jī)高分子污泥脫水調(diào)理劑，用于市政污水廠污泥的脫水調(diào)理。
背景技術(shù)：
高爐冶金渣是鋼鐵企業(yè)在用鐵礦石冶煉生鐵時(shí)排出的廢渣，若不及時(shí)處理，大量的冶金礦渣會(huì)占用大量土地，造成環(huán)境污染，影響企業(yè)的正常發(fā)展，也不符合節(jié)約型社會(huì)的理念。高爐冶金渣的成分主要是助熔劑、礦石中的脈石、燃料中的灰份等。這些非揮發(fā)性物質(zhì)大多以鋁酸鹽和硅酸鹽的形式存在，因此高爐冶金渣的成分與硅酸鹽水泥熟料的相似，潛在活性較高，故一般都是經(jīng)過適當(dāng)處理后用作建筑材料，比如用于制造水泥，作為混凝土的摻混料，制作微晶玻璃，也有一些用于制造農(nóng)用肥等。在水處理領(lǐng)域，由于高爐冶金渣在被排出爐體后往往經(jīng)過水淬急冷處理，所以形成了無定形的疏松多孔結(jié)構(gòu)，常用于制作水處理吸附劑以去除污水中的重金屬離子及磷等。市政污水廠處理污水后排出的污泥由于含水率極高，體積巨大，后續(xù)處理極為不便。為此，在進(jìn)行后續(xù)處理處置前要進(jìn)行脫水處理，由于不經(jīng)調(diào)理的污泥脫水十分困難，若直接脫水必然十分不便，為此，在脫水前要進(jìn)行污泥的調(diào)理，以降低其比阻，使其易于脫水， 大部分水廠采用的調(diào)理方法即是向污泥中加入絮凝劑，也即是污泥脫水調(diào)理劑。而高爐冶金渣作為高爐煉鐵的主要廢棄物，其成分主要由CaO，SiO2, Al2O3，MgO等組成，將其合成絮凝劑以用于污泥脫水調(diào)理是當(dāng)前污泥處理的一種新途徑。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明即是在上述背景下，利用高爐冶金渣為主要原料，合成一種復(fù)合無機(jī)高分子污泥脫水調(diào)理劑用于污泥脫水前的調(diào)理。本發(fā)明制備的復(fù)合無機(jī)高分子污泥脫水調(diào)理劑的制備過程如下(1)高爐冶金渣的活化將高爐冶金渣放入球磨機(jī)中磨碎，過100-200目篩，隨后將得到的渣粉放于電阻爐中在500°C _700°C下活化1-2小時(shí)，取出備用。(2)金屬元素的提取向渣粉中緩慢加入適量的10% -20%的稀鹽酸，以40-80r/min的速度在攪拌機(jī)下攪拌，攪拌1-2小時(shí)，然后將反應(yīng)后的濾液過濾備用。⑶濾渣的處理向過濾后的濾渣中加入適量1. 5-2. 5mol/L的堿性溶液，讓溶液沒過濾渣，然后將其放入水浴恒溫振蕩器中在40-60°C下中速振蕩，反應(yīng)一段時(shí)間后取出，待濾渣完全溶解后，加入純水稀釋，并用鹽酸調(diào)節(jié)PH，快速攪拌，pH調(diào)節(jié)到5左右即可，靜置4-8小時(shí)。(4)脫水調(diào)理劑的制備
將第2步中得到的濾液與第3步中濾渣經(jīng)堿性溶液處理后得到的溶液以一定體積，在一定溫度下混合，混合過程中不斷攪拌，待混合均勻后，靜置陳化M-48小時(shí)即得復(fù)合無機(jī)高分子污泥脫水調(diào)理劑。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例一取適量經(jīng)過100目篩且在500°C下活化1小時(shí)的渣粉，向其中緩慢加入10%的稀鹽酸，以40r/min的速度在攪拌機(jī)下攪拌，攪拌1小時(shí)后，將濾液過濾備用；向過濾后的濾渣中加入濃度為1.5mol/L的氫氧化鈉溶液，放入水浴恒溫振蕩器中在40°C下中速振蕩，反應(yīng) 2小時(shí)后取出，加入純水稀釋3倍，將溶解后的濾渣用鹽酸調(diào)節(jié)pH，并快速攪拌，pH調(diào)節(jié)到 4. 8即可，靜置4小時(shí)。將備用的濾液與濾渣經(jīng)堿性溶液處理后得到的溶液在45°C下按體積比1 1混合，并不斷攪拌，混合均勻后，靜置陳化M小時(shí)即得復(fù)合無機(jī)高分子污泥脫水調(diào)理劑。將其用于生活污泥脫水前的調(diào)理，調(diào)理前污泥比阻為30. 5X 108s2/g，難于脫水，力口入最佳用量的該調(diào)理劑后，測(cè)試污泥比阻，發(fā)現(xiàn)已降至3. 32X 108s2/g，成為易脫水的污泥。實(shí)施例二取適量經(jīng)過150目篩且在600°C下活化1. 5小時(shí)的渣粉，向其中緩慢加入15%的稀鹽酸，以60r/min的速度在攪拌機(jī)下攪拌，攪拌1. 5小時(shí)后，將濾液過濾備用；向過濾后的濾渣中加入濃度為2mol/L的氫氧化鉀溶液，放入水浴恒溫振蕩器中在50°C下中速振蕩，反應(yīng)3小時(shí)后取出，加入純水稀釋3倍，將溶解后的濾渣用鹽酸調(diào)節(jié)pH，并快速攪拌，pH調(diào)節(jié)到5. 0即可，靜置6小時(shí)。將備用的濾液與濾渣經(jīng)堿性溶液處理后得到的溶液在55°C下按體積比1 1.25混合，并不斷攪拌，混合均勻后，靜置陳化36小時(shí)即得復(fù)合無機(jī)高分子污泥脫水調(diào)理劑。將其用于生活污泥脫水前的調(diào)理，調(diào)理前污泥比阻為30. 5X 108s2/g，難于脫水，力口入最佳用量的該調(diào)理劑后，測(cè)試污泥比阻，發(fā)現(xiàn)已降至3.0X108s2/g，成為易脫水的污泥。實(shí)施例三取適量經(jīng)過200目篩且在700°C下活化2小時(shí)的渣粉，向其中緩慢加入20%的稀鹽酸，以80r/min的速度在攪拌機(jī)下攪拌，攪拌2小時(shí)后，將濾液過濾備用；向過濾后的濾渣中加入體積相同的濃度皆為2. 5mol/L的氫氧化鈉與氫氧化鉀的混合溶液，放入水浴恒溫振蕩器中在60°C下中速振蕩，反應(yīng)4小時(shí)后取出，加入純水稀釋3倍，將溶解后的濾渣用鹽酸調(diào)節(jié)PH，并快速攪拌，pH調(diào)節(jié)到5. 2即可，靜置8小時(shí)。將備用的濾液與濾渣經(jīng)堿性溶液處理后得到的溶液在65°C下按體積比1 1.5混合，并不斷攪拌，混合均勻后，靜置陳化48 小時(shí)即得復(fù)合無機(jī)高分子污泥脫水調(diào)理劑。將其用于生活污泥脫水前的調(diào)理，調(diào)理前污泥比阻為30. 5X 108s2/g，難于脫水，力口入最佳用量的該調(diào)理劑后，測(cè)試污泥比阻，發(fā)現(xiàn)已降至2. 88X 108s2/g，成為易脫水的污泥。
權(quán)利要求
1.一種以高爐冶金渣為主要原料制備的復(fù)合無機(jī)高分子污泥脫水調(diào)理劑，其特征在于，按體積百分比，經(jīng)稀鹽酸處理后過濾得到的備用濾液與濾渣經(jīng)堿性溶液處理后得到的溶液按體積比1 1-1. 5進(jìn)行混合并反應(yīng)，靜置陳化后制得。
2.權(quán)利1所述的以高爐冶金渣為主要原料制備的復(fù)合無機(jī)高分子污泥脫水調(diào)理劑，其特征在于，堿性溶液可以是氫氧化鈉、氫氧化鉀或氫氧化鈉和氫氧化鉀的混合液。
全文摘要
本發(fā)明屬于固體廢棄物高爐冶金渣的資源化利用領(lǐng)域，具體涉及一種用鋼鐵企業(yè)煉鐵后所排的高爐冶金渣為主要原料制備的一種復(fù)合無機(jī)高分子污泥脫水調(diào)理劑。本發(fā)明制備的復(fù)合無機(jī)高分子污泥脫水調(diào)理劑是以廢棄物高爐冶金渣為主要原料，充分利用其中的Si，Al，Ca，Mg，F(xiàn)e等元素，尤其是對(duì)于Ca元素的利用，避免了有些方法以高爐冶金渣為原料制備絮凝劑時(shí)要把Ca元素去除而造成不能充分利用高爐冶金渣的弊端。Ca元素在污泥調(diào)理中可以起到骨架作用，使絮體不易破碎，便于脫水，所以Ca元素在本發(fā)明所制備的復(fù)合無機(jī)高分子污泥脫水調(diào)理劑中是一種有效元素。
文檔編號(hào)C02F11/14GK102531328SQ20121000407
公開日2012年7月4日 申請(qǐng)日期2012年1月9日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月9日
發(fā)明者于衍真, 馮巖, 楊?yuàn)W, 程磊, 索寧, 譚娟, 高隆隆 申請(qǐng)人:濟(jì)南大學(xué)