專利名稱:一種復合凈水劑的制作方法
本發(fā)明涉及一種復合凈水劑，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)境污染嚴重，同時還造成水資源緊張，尤其是煤礦區(qū)的煤泥水的治理，在全國還沒有一個洗煤廠達到完全閉路，甚至世界發(fā)達國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和以懸浮態(tài)出現(xiàn)的分散物質，例如，采用硫酸鋁、三氯化鐵和其它無機低分子絮凝劑如聚合氯化鋁(PAC)和其它無機聚合絮凝劑及聚丙烯酰胺和其它有機聚合絮凝劑。
盡管人們普遍采用價格較低的硫酸鋁，然而它并不是高效絮凝劑，因為它的聚集速度低，形成的絮狀物小，尤其當處理低溫水時，發(fā)現(xiàn)聚集作用進行得不充分，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，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，而熟石灰本身又會產生大量污泥，焙燒時這些污泥將會造成環(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，因為即使在低水溫時，它也能實現(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過程包括許多復雜的、難以控制的條件，很難獲得聚集能力相同的產品，而且聚合氯化鋁的價格也比硫酸鋁高得多。
聚丙烯酰胺和其它有機聚合絮凝劑能以較高的速度形成較大的絮狀物。但是它們有一個嚴重的缺點，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范圍內實現(xiàn)絮凝。
本發(fā)明的復合凈水劑包括鎂、鋁、鐵、鈣、無機鹽和水及少量的有機絮凝劑。這種復合凈水劑中的水溶性鎂、鐵、鋁離子對廢水，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)省相當可觀的水處理費用。
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)抽進反應池內，接著投硫酸進行酸化反應，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。反應方程式如下
反應溫度及時間90～100℃保持2小時；120～130℃保持1小時。
技術指標Al2O3＞10％，F(xiàn)e＞5％，pH為1～2，活性氧化硅17％，活性炭3％。
在反應過程中，要經(jīng)常測溫并計算時間，達到溫度和反應時間，將溶液排放到成品貯池內，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后即成為1#凈水劑。
在處理煤泥水時，為了助沉和絮凝，改變軟水質，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煤泥水中，通過煤泥水的流動混合進入濃縮池內，在濃縮池內絮凝沉淀轉變?yōu)榍逅?，清水層可達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，底流煤泥再生產凈水劑。用煤泥反復生產凈水劑，用凈水劑反復凈化煤泥水，溢流清水反復洗煤，達到完全系統(tǒng)閉路循環(huán)。

圖1是本發(fā)明的復合凈水劑及其制備和應用流程圖。
下面結合圖1詳細說明依據(jù)本發(fā)明提出的復合凈水劑及其制法和應用的細節(jié)。
洗煤廠洗選車間的煤泥水(1)，排進浮選車間(2)進行浮選后進入尾礦箱(3)，通過尾礦箱進入濃縮池(4)，隨著煤泥水(18)的流動先投加凈水劑1#，緊跟著加凈水劑2#，三者混合進入濃縮池(4)，溢流的清水(5)再洗煤(15)，濃縮池底流的煤泥(6)再生產凈水劑，即用貯酸池(7)向反應池(8)中加入酸(11)，用鍋爐(9)向反應池中通蒸汽(10)，從反應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，反復利用，達到生產應用閉路循環(huán)系統(tǒng)流程一條龍。
下面通過實施例進一步說明本發(fā)明凈水劑及其制法和應用效果。
實施例在雞西礦務局小恒山礦洗煤廠，首先在化驗室作了定性和定量試驗，求出最佳工藝和配方。其方法是往高壓鍋內加水(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，當溫度達到沸點保持恒溫，把提前準備好的煤泥水(固體含量40％)500ml，投進1000ml的燒杯中，再加工業(yè)硫酸50ml，當時溫度可達45-50℃，接著加鋁灰2.5g，溫度可升至60-70℃，再把燒杯放進高壓鍋內加熱20分鐘后達到沸點，保持恒溫2小時，將燒杯中的溶液倒其它容器內冷卻。
用上述同樣方法，加熱使溫度升到120℃以上(溫度計測)，保持恒溫1小時，冷卻后，兩種不同溫度和不同時間作對比試驗，其效果相同。
通過小試，又進一步作中試和工業(yè)性實驗，在小恒山洗煤廠，用水泥涵管代替反應池，利用洗煤廠鍋爐的廢余氣來加熱，在反應池上安裝溫度表，由于煤泥水不易沉淀，可不設攪拌器。由于臨時設施，反應池也沒有蓋。
把底流的煤泥水1000kg控制直接排進反應池，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，當溫度表顯示90-100℃時，保持恒溫2小時，(由于反應池無蓋，溫度不能增高，溫度超過100℃，反應池內的溶液就外溢流)，達到溫度和反應時間，把反應池內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日進行72小時工業(yè)性實驗，把油桶下部加個閥門，作為凈水劑貯箱，把油桶放置在尾礦箱上，把凈水劑1#用砂泵抽進油桶內(運行時，每小時抽一次)。
把配制好的凈水劑2#流進原投藥箱。當選洗煤車間煤泥水通過浮選進入尾礦箱，根據(jù)進入尾礦箱煤泥水的流量，控制把凈水劑1#按0.5‰此例，由油桶控制流進尾礦箱，當煤泥水通過尾礦箱進入濃縮池時，隨著煤泥水的流動按2‰的比例，把凈水劑2‰控制流進煤泥水流槽，三者混合進入濃縮池內，濃縮池溢流的清水再洗煤，底流的煤泥再生產凈水劑，經(jīng)過三晝夜的工業(yè)性實驗證明，完全可以達到生產應用及閉路循環(huán)一條龍。水質檢測報告見表1。
實驗結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，國家排放標準是300ppm)。
水質基本達到飲用水的標準(已經(jīng)雞西市自來水公司測試)。
達到排放標準噸煤泥水處理成本0.03元左右，達到閉路循環(huán)噸煤泥水處理成本在0.02元以內。
通過工業(yè)性實驗可證明，本技術在洗煤廠應用，洗煤的原工藝和原設備不用更改，只要修一個溶積3立方米的反應池，再增加1名工人，半月內，可達到生產應用及閉路循環(huán)一條龍。
用時也在小恒山洗煤廠用本凈水劑與國內同類產品作了對比試驗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，水質透明，可達排放標準。
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渾濁黃色。
聚合鋁0.5g，凈化劑2#2ml，投進同樣的1000ml煤泥中，其結果是沉淀速度為70秒，煤泥水中的泥質沒有完全脫掉，水質稍渾濁。
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，水質濁黃色。
試驗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個燒杯，把4種凈水劑同時加入各燒杯中攪拌20秒左右，同時把凈水劑2#時加入燒杯中再攪拌半分鐘左右，觀察沉淀速度和水質。
硫酸亞鐵現(xiàn)售420元/T，硫酸鋁售價670元/T，聚合鋁售價2800元/T，本凈水劑用工業(yè)硫酸生產每噸成本23.00元/T，用工業(yè)為酸生產每噸成本3.20元。
通過上述實驗證明唯有本凈水劑成本低佳果佳，完全可以達到生產應用及閉路循環(huán)系統(tǒng)流程一條龍。表1 水質檢測報告
權利要求
1.一種復合凈水劑，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C02F1/52GKCN1048698SQ90108956
公開日2000年1月26日 申請日期1990年11月10日
發(fā)明者柳生, 林桂英 申請人:柳生導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan