CN103420430B - 聚氯化铝铁净水剂及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种聚氯化铝铁净水剂及其制造方法，其采用以下原料和步骤制备：（1）将工业盐酸和铝泥渣投入密闭反应容器，常温常压搅拌；（2）向步骤（1）所得溶液加入CaCl2，常温常压下搅拌使反应完全，过滤除去沉淀；（3）向步骤（2）过滤后所得溶液中加入钢铁酸洗废液，搅拌，混合均匀；（4）向步骤（3）所得溶液中加入氧化剂；（5）向步骤（4）所得溶液加入铝酸钙粉，反应，过滤陈化后得到本发明的聚氯化铝铁净水剂。本发明的有益效果是：通过在制造过程中加入CaCl2来控制产品中SO4 2-含量，避免SO4 2-与后续加入的铝酸钙粉发生反应，提高了产品稳定性。
Description
技术领域
本发明属于净水剂领域，具体涉及一种聚氯化铝铁净水剂及其制造方法。
背景技术
在钢铁工业及铝型材加工业的表面处理过程中，为了改善钢材、铝型材表面的性能，常常需要利用无机酸进行腐蚀处理，以除去表面的氧化物。表面酸洗过程会产生大量含铁酸洗废液及含铝废渣，这些工业废弃物对于钢材及铝型材企业本身无法再利用，若得不到有效处置将成为二次污染源，排放到自然环境会严重破坏生态环境。如何有效处置并利用酸洗废液及铝泥渣，一直是钢材及铝型材企业迫切需要解决的问题。采用新技术手段，将工业废弃物进行资源化正成为环境治理的一种新方向、新趋势。
在钢材表面处理过程用盐酸溶液腐蚀钢材表面会产生大量含FeCl2的酸洗废液，该酸洗废液含有8～10wt%的FeCl2及少量的盐酸。在铝型材表面处理中使用硫酸酸洗，由于溶液中铝离子含量较低，多采用碱中和脱水处理后最终产生白色铝泥渣，铝泥渣中含有10～20wt%的活性氧化铝。若能够将钢铁酸洗废液及铝泥渣应用于水处理药剂聚氯化铝铁的制造，将大幅度降低净水剂的生产成本，同时解决钢铁及铝型材企业废液及废物环境污染的问题。
目前利用酸洗废液、铝泥渣制备液体聚合氯化铝铁净水剂的专利和文献报道较多，如专利CN103043759A利用酸洗废液和铝原料，采用氧化酸溶，再加NaOH调碱聚合制备净水剂，但是NaOH碱性太强，投加过程很容易与铝铁离子形成沉淀，产品盐基度低，影响絮凝效果。专利CN102774889A采用碱渣、盐酸、铁盐、氧化剂、铝酸钙粉为原料制备聚合氯化铝铁，没有考虑碱渣中含有大量SO4 2-与铝酸钙粉中Ca2+形成大量沉淀的弊端，导致产品不稳定易于分层，最终影响产品的絮凝性能，同时反应过程产生大量沉淀甚至可能导致反应池物料凝胶，无法完成净水剂聚合制备工艺。专利CN1948156A利用铝泥、盐酸、铝酸钙粉生产聚合氯化铝，同样没有考虑铝泥中SO4 2-对生产工艺及产品性能的影响。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种聚氯化铝铁净水剂及其制造方法，通过在制造过程中加入CaCl2来控制产品中SO4 2-含量，避免SO4 2-与后续加入的铝酸钙粉发生反应，提高了产品稳定性。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种聚氯化铝铁净水剂，采用以下原料和步骤制备：
（1）将工业盐酸和铝泥渣投入密闭反应容器，常温常压搅拌反应；
（2）向步骤（1）所得溶液加入CaCl2，常温常压搅拌反应后，过滤除去沉淀；
（3）向步骤（2）过滤后所得溶液中加入钢铁酸洗废液，搅拌混匀；
（4）向步骤（3）所得溶液中加入氧化剂，搅拌混匀；
（5）向步骤（4）所得溶液加入铝酸钙粉，反应后过滤、陈化后得到本发明的聚氯化铝铁净水剂
优选地，该聚氯化铝铁净水剂采用以下原料和步骤制备：
（1）按重量份计，将65-135份工业盐酸和100份铝泥渣投入密闭反应容器，常温常压搅拌反应0.5-1h；
（2）向步骤（1）所得溶液加入32-64份CaCl2，常温常压搅拌反应后，过滤除去沉淀；
（3）向步骤（2）过滤后所得溶液中加入10-109份钢铁酸洗废液，搅拌混匀；
（4）向步骤（3）所得溶液中加入氧化剂，搅拌均匀；
（5）向步骤（4）所得溶液加入212-400份铝酸钙粉，反应3-4h，过滤陈化后得到本发明的聚氯化铝铁净水剂。
所述氧化剂为氯酸钠或过氧化氢。
其中，上述铝泥渣为在铝型材表面处理中使用硫酸酸洗，再采用碱中和脱水处理后最终产生的白色物质，铝泥渣中含有10～20wt%的活性氧化铝。
上述钢铁酸洗废液为在钢材表面处理过程中用盐酸溶液腐蚀钢材表面，产生的含大量FeCl2的酸洗废液，该酸洗废液含有8～10wt%的FeCl2及少量的盐酸。
在实际生产过程中，铝泥渣中氧化铝先通过足量的盐酸溶解，将胶态氢氧化铝溶解为AlCl3溶液，铝以离子态进入溶液，然后采用《工业级聚合氯化铝国家标准GB/T22627-2008》方法检测铝含量；SO4 2-含量检测则参照GB11899-89重量法进行测定，根据SO4 2-含量加入足量CaCl2，让SO4 2-与钙离子反应形成CaSO4沉淀从溶液中分离出来；钢铁酸洗废液中铁离子含量则参照《GBT1621-1993工业氯化亚铁》氧化还原法进行测定。
在聚氯化铝铁净水剂制备过程中会根据不同污水水质特点确定最优的铝铁比，以达到最佳水处理效果。本发明的产品中铁铝质量比控制范围为1：（1-10）。
铝酸钙粉为碱性物质，与铝铁酸性混合溶液反应能够中和溶液中H+离子，并促使铝铁离子进一步发生水解产生更多羟基杂环化合物，提高聚氯化铝铁净水剂产品盐基度至50-90%范围，保证净水剂水处理混凝效果。
本发明的有益效果是：
本发明生产的聚氯化铝铁净水剂，通过在制造过程中加入CaCl2来控制产品中SO4 2-含量，避免SO4 2-与后续加入的铝酸钙粉发生反应，提高了产品稳定性；工业废物资源化，循环利用变废为宝，减少净水剂生产过程对矿产资源的开采，降低净水剂生产制造成本；简化了净水剂产品制造工艺流程，降低了净水剂制造能耗，提供一种新制备工艺技术；跟传统硫酸铝、聚合氯化铝净水剂相比提高了水处理混凝沉淀效果。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。
实施例1
（1）按重量份计，取65份工业盐酸投入密闭的耐酸反应容器，在搅拌状态下均匀加入100份铝泥渣，常温常压搅拌反应0.5-1h，反应物溶解完全后得到含Na2SO4的AlCl3酸性溶液；
（2）向步骤（1）所得溶液加入32份CaCl2，常温常压下搅拌使反应完全，过滤除去CaSO4沉淀，得到AlCl3酸性溶液；
（3）向步骤（2）所得溶液中加入10份钢铁酸洗废液，搅拌，混合均匀后形成AlCl3和FeCl2混合酸性溶液；
（4）向步骤（3）所得溶液中加入氧化剂氯酸钠，其加入量以将溶液中所有Fe2+氧化为Fe3+为准，得到AlCl3和FeCl3混合酸性溶液；
（5）向步骤（4）所得溶液加入212份水处理剂用铝酸钙粉，酸溶聚合反应3-4h，过滤陈化后得到本发明的聚氯化铝铁净水剂。
实施例2
（1）按重量份计，取100份工业盐酸投入密闭的耐酸反应容器，在搅拌状态下均匀加入100份铝泥渣，常温常压搅拌反应0.5-1h，反应物溶解完全后得到含Na2SO4的AlCl3酸性溶液；
（2）向步骤（1）所得溶液加入48份CaCl2，常温常压下搅拌使反应完全，过滤除去CaSO4沉淀，得到AlCl3酸性溶液；
（3）向步骤（2）所得溶液中加入60份钢铁酸洗废液，搅拌，混合均匀后形成AlCl3和FeCl2混合酸性溶液；
（4）向步骤（3）所得溶液中加入氧化剂过氧化氢，其加入量以将溶液中所有Fe2+氧化为Fe3+为准，得到AlCl3和FeCl3混合酸性溶液；
（5）向步骤（4）所得溶液加入305份水处理剂用铝酸钙粉，酸溶聚合反应3-4h，过滤陈化后得到本发明的聚氯化铝铁净水剂。
实施例3
（1）按重量份计，取135份工业盐酸投入密闭的耐酸反应容器，在搅拌状态下均匀加入100份铝泥渣，常温常压搅拌反应0.5-1h，反应物溶解完全后得到含Na2SO4的AlCl3酸性溶液；
（2）向步骤（1）所得溶液加入64份CaCl2，常温常压下搅拌使反应完全，过滤除去CaSO4沉淀，得到AlCl3酸性溶液；
（3）向步骤（2）所得溶液中加入109份钢铁酸洗废液，搅拌，混合均匀后形成AlCl3和FeCl2混合酸性溶液；
（4）向步骤（3）所得溶液中加入氧化剂过氧化氢，其加入量以将溶液中所有Fe2+氧化为Fe3+为准，得到AlCl3和FeCl3混合酸性溶液；
（5）向步骤（4）所得溶液加入400份水处理剂用铝酸钙粉，酸溶聚合反应3-4h，过滤陈化后得到本发明的聚氯化铝铁净水剂。
应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以以任何相同或相似手段对本发明作各种变换或修改，这些等价形式同样落入本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种制备聚氯化铝铁净水剂的方法，其特征在于由以下步骤组成：
(1)将工业盐酸和铝泥渣投入密闭反应容器，常温常压搅拌反应；
(2)向步骤(1)所得溶液加入CaCl2，常温常压搅拌反应后，过滤除去沉淀；
(3)向步骤(2)过滤后所得溶液中加入钢铁酸洗废液，搅拌混匀；
(4)向步骤(3)所得溶液中加入氧化剂，搅拌混匀；
(5)向步骤(4)所得溶液加入铝酸钙粉，反应后过滤、陈化后得到聚氯化铝铁净水剂。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于由以下步骤组成：
(1)按重量份计，将65-135份工业盐酸和100份铝泥渣投入密闭反应容器，常温常压搅拌反应0.5-1h；
(2)向步骤(1)所得溶液加入32-64份CaCl2，常温常压搅拌反应后，过滤除去沉淀；
(3)向步骤(2)过滤后所得溶液中加入10-109份钢铁酸洗废液，搅拌混匀；
(4)向步骤(3)所得溶液中加入氧化剂，搅拌混匀；
(5)向步骤(4)所得溶液加入212-400份铝酸钙粉，反应3-4h，过滤陈化后得到聚氯化铝铁净水剂。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：所述步骤(4)中的氧化剂为氯酸钠或过氧化氢。
4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：所述铝泥渣含10-20wt％的氧化铝。
5.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：所述钢铁酸洗废液含有8-10wt％的FeCl2。
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