專利名稱:一種復(fù)合凈水劑的制作方法
本發(fā)明涉及一種復(fù)合凈水劑，該凈水劑以洗煤廠洗煤濃縮池底流排出的廢物為原料，可用于凈化煤礦區(qū)的洗煤泥水和各種工業(yè)廢水。
目前，由于工業(yè)廢水不能循環(huán)利用，使環(huán)境污染嚴(yán)重，同時(shí)還造成水資源緊張，尤其是煤礦區(qū)的煤泥水的治理，在全國(guó)還沒有一個(gè)洗煤廠達(dá)到完全閉路，甚至世界發(fā)達(dá)國(guó)家也沒有完全割掉洗煤的黑尾巴。通常在煤泥水的凈化和廢水處理中，需要使用各種絮凝劑來去處雜質(zhì)和以懸浮態(tài)出現(xiàn)的分散物質(zhì)，例如，采用硫酸鋁、三氯化鐵和其它無機(jī)低分子絮凝劑如聚合氯化鋁(PAC)和其它無機(jī)聚合絮凝劑及聚丙烯酰胺和其它有機(jī)聚合絮凝劑。
盡管人們普遍采用價(jià)格較低的硫酸鋁，然而它并不是高效絮凝劑，因?yàn)樗木奂俣鹊?，形成的絮狀物小，尤其?dāng)處理低溫水時(shí)，發(fā)現(xiàn)聚集作用進(jìn)行得不充分，除此而外，由于硫酸鋁能大大降低堿度，所以必須與大量堿性化學(xué)藥品或其它助凝劑一起使用。
三氯化鐵溶液具有一些聚集上的優(yōu)點(diǎn)，如它能形成大的絮狀物，與不同的重金屬形成有效的共沉淀作用。但是，三氯化鐵具有腐蝕性，而且它的穩(wěn)定性也不高，此外，它還必須與熟石灰一起使用，而熟石灰本身又會(huì)產(chǎn)生大量污泥，焙燒時(shí)這些污泥將會(huì)造成環(huán)境的“二次污染”。
聚合氯化鋁(PAC)(Al2(OH)nCl6-n)取代硫酸鋁而亦被廣泛采用，因?yàn)榧词乖诘退疁貢r(shí)，它也能實(shí)現(xiàn)充分聚集，而且絮狀物的形成速度也比較快，但是由于聚合氯化鋁的生產(chǎn)過程包括許多復(fù)雜的、難以控制的條件，很難獲得聚集能力相同的產(chǎn)品，而且聚合氯化鋁的價(jià)格也比硫酸鋁高得多。
聚丙烯酰胺和其它有機(jī)聚合絮凝劑能以較高的速度形成較大的絮狀物。但是它們有一個(gè)嚴(yán)重的缺點(diǎn)，即處理后的水并不總是無害的。
綜上所述，本發(fā)明的目的在于提供一種既無害又便宜的復(fù)合凈水劑，它能快速形成大的絮凝物，并且能在較寬的溫度和pH范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)絮凝。
本發(fā)明的復(fù)合凈水劑包括鎂、鋁、鐵、鈣、無機(jī)鹽和水及少量的有機(jī)絮凝劑。這種復(fù)合凈水劑中的水溶性鎂、鐵、鋁離子對(duì)廢水，尤其是煤泥水中的絮凝物起吸附、助沉作用，它們的共同作用使凈化煤泥廢水的效率高，可節(jié)省相當(dāng)可觀的水處理費(fèi)用。
本發(fā)明人通過分析發(fā)現(xiàn)洗煤濃縮池底流排出的廢料(煤泥)中Al2O3和Fe、Si和C的含量很高。用泵將煤泥(固含量400g/l)抽進(jìn)反應(yīng)池內(nèi)，接著投硫酸進(jìn)行酸化反應(yīng)，再加鋁灰增加溫度，隨后通過鍋爐蒸汽加熱催化，生成硫酸鋁和硫酸亞鐵、活性氧化硅和活性炭。反應(yīng)方程式如下
反應(yīng)溫度及時(shí)間90～100℃保持2小時(shí)；120～130℃保持1小時(shí)。
技術(shù)指標(biāo)Al2O3＞10％，F(xiàn)e＞5％，pH為1～2，活性氧化硅17％，活性炭3％。
在反應(yīng)過程中，要經(jīng)常測(cè)溫并計(jì)算時(shí)間，達(dá)到溫度和反應(yīng)時(shí)間，將溶液排放到成品貯池內(nèi)，冷卻后即是凈水劑1#。
本發(fā)明凈水劑1#組成如下含水量＜20％的煤泥 400kg濃度為15～20％的廢酸 500kg鋁灰 5kg水 100kg。
按上述方程式及工藝條件反應(yīng)后即成為1#凈水劑。
在處理煤泥水時(shí)，為了助沉和絮凝，改變軟水質(zhì)，還需一種本發(fā)明的2#凈水劑，其具體組成如下PAM 1kgMgCl2或CaCl20.050kg水 1000kg。
將上述組分稀釋溶解后，即是凈水劑2#。
用泵把凈水劑1#從成品池內(nèi)抽到洗煤浮選車間，按尾礦煤泥水的流量0.5‰(重)，投入煤泥水中，接著將配制好的凈水劑2#，按煤泥不的2‰(重)投入濃縮池上的水流槽內(nèi)煤泥水中，通過煤泥水的流動(dòng)混合進(jìn)入濃縮池內(nèi)，在濃縮池內(nèi)絮凝沉淀轉(zhuǎn)變?yōu)榍逅?，清水層可達(dá)1.6米，固體含量低于0.3g/l，通過溢流方法，把清水溢流到循環(huán)清水池，把清水用泵抽到洗煤車間再洗煤，經(jīng)過洗煤又變成煤泥水，用上述方法再凈化，清水再回用，底流煤泥再生產(chǎn)凈水劑。用煤泥反復(fù)生產(chǎn)凈水劑，用凈水劑反復(fù)凈化煤泥水，溢流清水反復(fù)洗煤，達(dá)到完全系統(tǒng)閉路循環(huán)。

圖1是本發(fā)明的復(fù)合凈水劑及其制備和應(yīng)用流程圖。
下面結(jié)合圖1詳細(xì)說明依據(jù)本發(fā)明提出的復(fù)合凈水劑及其制法和應(yīng)用的細(xì)節(jié)。
洗煤廠洗選車間的煤泥水(1)，排進(jìn)浮選車間(2)進(jìn)行浮選后進(jìn)入尾礦箱(3)，通過尾礦箱進(jìn)入濃縮池(4)，隨著煤泥水(18)的流動(dòng)先投加凈水劑1#，緊跟著加凈水劑2#，三者混合進(jìn)入濃縮池(4)，溢流的清水(5)再洗煤(15)，濃縮池底流的煤泥(6)再生產(chǎn)凈水劑，即用貯酸池(7)向反應(yīng)池(8)中加入酸(11)，用鍋爐(9)向反應(yīng)池中通蒸汽(10)，從反應(yīng)池中制得的成品入成品池(12)中，然后用泵打入1#凈水劑池中。凈水劑再凈化煤泥水，溢流的清水再洗煤，反復(fù)利用，達(dá)到生產(chǎn)應(yīng)用閉路循環(huán)系統(tǒng)流程一條龍。
下面通過實(shí)施例進(jìn)一步說明本發(fā)明凈水劑及其制法和應(yīng)用效果。
實(shí)施例在雞西礦務(wù)局小恒山礦洗煤廠，首先在化驗(yàn)室作了定性和定量試驗(yàn)，求出最佳工藝和配方。其方法是往高壓鍋內(nèi)加水(水位高度等于1000ml燒杯高度的1/2)，然后把高壓鍋放到電爐上加熱，當(dāng)溫度達(dá)到沸點(diǎn)保持恒溫，把提前準(zhǔn)備好的煤泥水(固體含量40％)500ml，投進(jìn)1000ml的燒杯中，再加工業(yè)硫酸50ml，當(dāng)時(shí)溫度可達(dá)45-50℃，接著加鋁灰2.5g，溫度可升至60-70℃，再把燒杯放進(jìn)高壓鍋內(nèi)加熱20分鐘后達(dá)到沸點(diǎn)，保持恒溫2小時(shí)，將燒杯中的溶液倒其它容器內(nèi)冷卻。
用上述同樣方法，加熱使溫度升到120℃以上(溫度計(jì)測(cè))，保持恒溫1小時(shí)，冷卻后，兩種不同溫度和不同時(shí)間作對(duì)比試驗(yàn)，其效果相同。
通過小試，又進(jìn)一步作中試和工業(yè)性實(shí)驗(yàn)，在小恒山洗煤廠，用水泥涵管代替反應(yīng)池，利用洗煤廠鍋爐的廢余氣來加熱，在反應(yīng)池上安裝溫度表，由于煤泥水不易沉淀，可不設(shè)攪拌器。由于臨時(shí)設(shè)施，反應(yīng)池也沒有蓋。
把底流的煤泥水1000kg控制直接排進(jìn)反應(yīng)池，接著加工業(yè)硫酸100kg，接著投鋁灰5kg，再用鍋爐的廢余氣加溫，當(dāng)溫度表顯示90-100℃時(shí)，保持恒溫2小時(shí)，(由于反應(yīng)池?zé)o蓋，溫度不能增高，溫度超過100℃，反應(yīng)池內(nèi)的溶液就外溢流)，達(dá)到溫度和反應(yīng)時(shí)間，把反應(yīng)池內(nèi)的溶液排放到另外容器冷卻。
聚丙烯酰胺(PAM)1kg，MgCl250g，加1000kg的水稀釋，充分溶解后，即是凈水劑2#。
于90年9月8日-10日進(jìn)行72小時(shí)工業(yè)性實(shí)驗(yàn)，把油桶下部加個(gè)閥門，作為凈水劑貯箱，把油桶放置在尾礦箱上，把凈水劑1#用砂泵抽進(jìn)油桶內(nèi)(運(yùn)行時(shí)，每小時(shí)抽一次)。
把配制好的凈水劑2#流進(jìn)原投藥箱。當(dāng)選洗煤車間煤泥水通過浮選進(jìn)入尾礦箱，根據(jù)進(jìn)入尾礦箱煤泥水的流量，控制把凈水劑1#按0.5‰此例，由油桶控制流進(jìn)尾礦箱，當(dāng)煤泥水通過尾礦箱進(jìn)入濃縮池時(shí)，隨著煤泥水的流動(dòng)按2‰的比例，把凈水劑2‰控制流進(jìn)煤泥水流槽，三者混合進(jìn)入濃縮池內(nèi)，濃縮池溢流的清水再洗煤，底流的煤泥再生產(chǎn)凈水劑，經(jīng)過三晝夜的工業(yè)性實(shí)驗(yàn)證明，完全可以達(dá)到生產(chǎn)應(yīng)用及閉路循環(huán)一條龍。水質(zhì)檢測(cè)報(bào)告見表1。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果濃縮池的清水層始終保持1.7米左右(洗煤要求30公分就可以)。
固體含量始終保持200ppm(洗煤7000ppm就可以，國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)是300ppm)。
水質(zhì)基本達(dá)到飲用水的標(biāo)準(zhǔn)(已經(jīng)雞西市自來水公司測(cè)試)。
達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)噸煤泥水處理成本0.03元左右，達(dá)到閉路循環(huán)噸煤泥水處理成本在0.02元以內(nèi)。
通過工業(yè)性實(shí)驗(yàn)可證明，本技術(shù)在洗煤廠應(yīng)用，洗煤的原工藝和原設(shè)備不用更改，只要修一個(gè)溶積3立方米的反應(yīng)池，再增加1名工人，半月內(nèi)，可達(dá)到生產(chǎn)應(yīng)用及閉路循環(huán)一條龍。
用時(shí)也在小恒山洗煤廠用本凈水劑與國(guó)內(nèi)同類產(chǎn)品作了對(duì)比試驗(yàn)1000ml煤泥水投加本凈水劑1#0.5g(用天平稱量)，投加凈水劑2#2ml。
沉淀速度為56秒，水質(zhì)透明，可達(dá)排放標(biāo)準(zhǔn)。
同樣的煤泥水1000ml，投加硫酸亞鐵2g，凈水劑2#2ml。
沉淀速度1分32秒，煤泥水中的泥沒脫掉水質(zhì)渾濁黃色。
聚合鋁0.5g，凈化劑2#2ml，投進(jìn)同樣的1000ml煤泥中，其結(jié)果是沉淀速度為70秒，煤泥水中的泥質(zhì)沒有完全脫掉，水質(zhì)稍渾濁。
取同樣的煤泥水1000ml，投加硫酸鋁1g，凈水劑2#2ml，沉淀速度1分20秒，水質(zhì)濁黃色。
試驗(yàn)方法本凈水劑用天平稱取，硫酸亞鐵、硫酸鋁或聚合鋁，用天平稱取后，再加10倍水稀釋后使用，凈水劑2#是提前配制好的。
把同樣的煤泥水，放到1000ml燒杯中，共放置4個(gè)燒杯，把4種凈水劑同時(shí)加入各燒杯中攪拌20秒左右，同時(shí)把凈水劑2#時(shí)加入燒杯中再攪拌半分鐘左右，觀察沉淀速度和水質(zhì)。
硫酸亞鐵現(xiàn)售420元/T，硫酸鋁售價(jià)670元/T，聚合鋁售價(jià)2800元/T，本凈水劑用工業(yè)硫酸生產(chǎn)每噸成本23.00元/T，用工業(yè)為酸生產(chǎn)每噸成本3.20元。
通過上述實(shí)驗(yàn)證明唯有本凈水劑成本低佳果佳，完全可以達(dá)到生產(chǎn)應(yīng)用及閉路循環(huán)系統(tǒng)流程一條龍。表1 水質(zhì)檢測(cè)報(bào)告
權(quán)利要求
1.一種復(fù)合凈水劑，包括凈水劑1#和凈水劑2#，其特征在于1#凈水劑組成如下含水量＜20％的煤泥 400kg濃度為15～20％的廢酸 500kg鋁灰 5kg水 100kg；2#凈水劑組成如下PAM 1kgMgCl2或CaCl20.050kg水 1000kg。
專利摘要
本發(fā)明涉及一種復(fù)合凈水劑，該凈水劑以洗煤廠洗煤濃縮池底流排出的廢物為原料，其包括凈水劑1＃和2＃，其中1＃凈水劑由含水量小于20%的煤泥、15～20%的工業(yè)廢酸、鋁灰和水組成，2＃凈水劑則由PAM、MgCl
文檔編號(hào)C02F1/52GKCN1048698SQ90108956
公開日2000年1月26日 申請(qǐng)日期1990年11月10日
發(fā)明者柳生, 林桂英 申請(qǐng)人:柳生導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan