本發(fā)明屬于絮凝劑制備，具體涉及一種以赤泥為原料制備聚硅酸鋁鐵-pam復(fù)合絮凝劑的方法。

背景技術(shù)：

1、隨著社會(huì)對(duì)污水處理的要求日益提高，復(fù)雜水體的處理成為了一個(gè)挑戰(zhàn)。在此背景下，無(wú)機(jī)高分子絮凝劑應(yīng)運(yùn)而生，并得到了廣泛關(guān)注。

2、.赤泥基聚合硫酸鋁鐵絮凝劑的制備（論文：馬巧珊.赤泥基聚合硫酸鋁鐵絮凝劑的制備與應(yīng)用研究.山東化工）公開(kāi)，將適量的赤泥放入馬弗爐，600℃的高溫下煅燒3?h，磨碎、過(guò)篩、干燥；稱15?g赤泥于圓底燒瓶中，加入6mol?/l的硫酸90ml（固液比為1:6）；80℃水浴攪拌2h，酸浸結(jié)束后，得到浸出液；量取一定量濾液于三頸燒瓶，加入過(guò)量h2o2，一定溫度下邊攪拌邊滴加?naoh?以調(diào)節(jié)反應(yīng)液的ph值，待naoh溶液滴完后，攪拌一段時(shí)間；攪拌結(jié)束后一定溫度下熟化一定時(shí)間，便得到紅棕色的聚合硫酸鋁鐵絮凝劑。

3、赤泥基聚氯化鋁鐵絮凝劑的制備（論文：成勇.赤泥基聚氯化鋁鐵絮凝劑與磁性nap1沸石的制備及應(yīng)用研究.重慶大學(xué)）公開(kāi)，首先將赤泥進(jìn)行酸浸，浸出條件為：液固比為7：1、hcl濃度為5?mol/l、浸出時(shí)間120?min和浸出溫度70℃。然后，將浸出液在4000rpm下離心分離?10min，離心上清液被倒入100ml燒杯。接著，在劇烈攪拌條件下向燒杯中加入fecl3?6ho或alcl3?6ho?調(diào)節(jié)鋁鐵摩爾比，待溶解后滴加3?mol/l?naoh?調(diào)節(jié)溶液ph。隨后，溶液在不同溫度下老化3h，靜置12h。最后，倒掉靜置上清液放入烘箱105℃烘干12?h，研磨獲得聚合氯化鋁鐵絮凝劑。

4、一種以赤泥為原料制備高效復(fù)合絮凝劑的方法（專利公開(kāi)號(hào)：cn112093870a）公開(kāi)：

5、（1）反應(yīng)釜中加入赤泥和鹽酸，然后在反應(yīng)釜中60~100℃下進(jìn)行酸浸，然后利用壓濾機(jī)進(jìn)行壓濾，得到濾液和濾餅；

6、（2）將步驟（1）中得到的濾餅重新放入反應(yīng)釜中，加入氫氧化鈉溶液，在80~140℃條件下進(jìn)行攪拌，混合一定時(shí)間，再用壓濾機(jī)進(jìn)行壓濾，得到硅酸鈉溶液和殘?jiān)?/p>

7、（3）將步驟（2）中所得的硅酸鈉溶液再次放入到反應(yīng)釜中，同時(shí)加入鹽酸，調(diào)節(jié)ph值為1~4，然后靜置1~6h，再調(diào)節(jié)ph值為1~3，制得聚硅酸溶液；

8、（4）取樣步驟（3）步驟（1）所得溶液中al、mg、fe、si等在溶液中的比例，然后在步驟（3）中的溶液中添加步驟（1）所得的濾液，同時(shí)根據(jù)需要加入適量的al、mg、fe，使得al、mg、fe、si形成一定的比例；

9、（5）在步驟（4）中，添加氫氧化鈉溶液，調(diào)節(jié)ph值至3~4，利用堿化劑進(jìn)行堿化，堿化度0.8～1.2，得到高效復(fù)合絮凝劑。

10、一種利用氣化灰渣制備聚合硅酸鋁鐵絮凝劑的方法及應(yīng)用（專利公開(kāi)號(hào)：cn115571890a?）公開(kāi)：

11、（1）焙燒活化：將氣化灰渣粉碎后過(guò)100目篩，取氣化灰渣放入剛玉坩堝中，然后添加na2co3作為助溶劑混合均勻，放入馬弗爐中焙燒；

12、（2）酸浸：將焙燒后的氣化灰渣與濃度為5mol/l鹽酸溶液在95℃水浴條件下攪拌1.4h，趁熱抽濾將固液分離，獲得酸浸液和酸浸渣，使用30ml熱水洗滌濾渣3次，并將洗滌液與酸浸液混合，得到鐵鋁溶液；酸浸渣在105℃下烘干4~8h后備用；

13、（3）堿浸：將上述烘干后的酸浸渣研磨至無(wú)明顯顆粒感，將酸浸渣與5mol/l的naoh于75℃條件下加熱攪拌0.5h，趁熱過(guò)濾，獲得母液，使用30ml熱水洗滌濾渣3次，獲得洗滌液，然后將母液和洗滌液定容至50ml，并與26.5ml的20%h2so4溶液混合，在轉(zhuǎn)速為600‑800r/min的磁力攪拌下保持5h，即得到聚硅酸溶液；

14、（4）共聚合：攪拌條件下，以1ml/s的流速將鐵鋁溶液加入到聚硅酸溶液中，在上述溶液中滴加5mol/l?naoh溶液，中和到預(yù)定的ph值，常溫常壓下陳化48h，即得到了聚硅酸鋁鐵絮凝劑。

15、一種聚硅酸鋁鐵絮凝劑及制備方法（專利公開(kāi)號(hào)：cn109809540a?）公開(kāi)：

16、（1）將煤矸石、粉煤灰、赤泥中的一種或多種經(jīng)過(guò)球磨機(jī)粉碎到100目以上作為混合原料，其中混合原料中si/al/fe的比例為5~30/20~50/10~40；

17、（2）將步驟（1）中的混合原料與活化劑混合均勻制備成生料，所述活化劑為硫酸銨或氯化銨或二者的混合物，且活化劑與混合原料的質(zhì)量比為（5~10）:1；

18、（3）將步驟（2）中的的生料在500~750℃的條件下焙燒1~3h，反應(yīng)壓力0.25~0.3mpa，得到熟料；

19、（4）將步驟（3）中的熟料轉(zhuǎn)移到同等質(zhì)量的水中進(jìn)行水淬，得到顆粒尺寸在10~100μm粗品，在將所述粗品進(jìn)行濕磨后加入到3倍體積的水，90℃下充分?jǐn)嚢?h，然后固液分離得到濾液a和濾渣b；

20、（5）將鋁酸鈣加入到濾液a中，同時(shí)加入無(wú)機(jī)酸，在60~80℃條件下攪拌反應(yīng)4h，反應(yīng)結(jié)束后靜置2h，得到溶液c；

21、（6）將濾渣b破碎后轉(zhuǎn)移到置有氫氧化鈉溶液的耐腐蝕高壓反應(yīng)釜中，升溫到130℃后攪拌反應(yīng)4h，冷卻至室溫后固液分離，得到溶液d；

22、（7）將溶液c以質(zhì)量比（1~1.5）:1的比例緩慢加入到溶液d中，攪拌速度不低于150轉(zhuǎn)/分鐘，反應(yīng)溫度40℃，溶液c加入后通過(guò)添加無(wú)機(jī)酸調(diào)節(jié)ph值到3.5~4，靜置6~12h后得到聚合硅酸鋁鐵絮凝劑。

23、一種赤泥制備聚合硅酸鋁鐵絮凝劑聯(lián)產(chǎn)白炭黑的工藝（專利公開(kāi)號(hào)：cn116161757a）公開(kāi)：

24、（1）物料預(yù)處理：將赤泥經(jīng)粉磨、過(guò)篩至小于100目，烘干后得到預(yù)處理物料，備用；

25、（2）焙燒活化：將預(yù)處理物料置于氣氛爐中，在空氣氣氛下焙燒活化，得到焙燒熟料；

26、（3）低溫酸浸：焙燒熟料與酸性溶液按比例混勻，于室溫范圍內(nèi)酸浸溶出

27、，固液分離得到酸浸液1與富鈦渣；

28、（4）沉淀脫硅：在室溫下向酸浸液1中添加表面活性劑沉淀脫硅，固液分離得到酸浸液2和白炭黑產(chǎn)品；

29、（5）堿化聚合：酸浸液中2加入堿化劑，經(jīng)聚合反應(yīng)制得聚合硅酸鋁鐵絮凝劑產(chǎn)品。

30、一種利用工業(yè)廢硫酸和赤泥生產(chǎn)聚硅酸硫酸鋁鈣鐵絮凝劑的方法（專利公開(kāi)號(hào)：cn105502424b）公開(kāi)：

31、（1）將廢硫酸與赤泥按照質(zhì)量比0.33-2.00混合，機(jī)械攪拌3-10分鐘，使其均勻混合，靜置30-120分鐘，加入水，使混合物中含水重量為43.7-55.8%，機(jī)械攪拌30-90分鐘，以上過(guò)程產(chǎn)生的廢氣經(jīng)堿液吸收凈化后放空；

32、（2）第二步：對(duì)第一步中制得的混合物進(jìn)行過(guò)濾，得濾液a和濾餅a；向?yàn)V液a中加入調(diào)節(jié)劑a，調(diào)ph值為2.0-3.5，過(guò)濾，得濾液b和濾餅b；

33、當(dāng)濾液b中二氧化硅質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于等于2.8%，且鋁+鈣+鐵與硅的摩爾比大于等于1.2，將濾液b在18-30℃下熟化2-24小時(shí)，得到聚硅酸硫酸鋁鈣鐵溶液；當(dāng)濾液b中二氧化硅質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于2.8%，則加水稀釋，濾液b中鋁+鈣+鐵與硅的摩爾比小于1.2，則加入調(diào)節(jié)劑b進(jìn)行調(diào)整。

34、磷礦石-赤泥-菊粉復(fù)合絮凝劑的制備方法和處理污水的方法（專利公開(kāi)號(hào)：cn106241997a?）公開(kāi)：

35、（1）磷礦石的高溫活化:將磷礦石粉碎成過(guò)100-150目篩的細(xì)粉；取過(guò)篩后的磷礦石細(xì)粉于坩堝中，在600-800℃的溫度下保溫4-6h，對(duì)其進(jìn)行高溫活化；

36、（2）赤泥的處理：用干燥箱將赤泥烘干至含水率小于5%，然后將其粉碎、研成過(guò)100-150目篩的赤泥細(xì)粉；取赤泥細(xì)粉和h濃度為6-10mol/l的酸溶液按照固液比為5-7:1在容器中混勻，然后一起置于溫度為80-90℃的恒溫水浴鍋中加熱反應(yīng)，待反應(yīng)2-3h后取出并趁熱過(guò)濾，所得濾液為鋁鐵浸取液；

37、（3）復(fù)合絮凝劑的制備：將鋁鐵浸取液、高溫活化的磷礦石和菊粉按照重量比為7-11:7-11:3-5混合進(jìn)行反應(yīng)即得所述磷礦石-赤泥-菊粉復(fù)合絮凝劑。

38、一種利用赤泥制備多元絮凝劑聯(lián)產(chǎn)復(fù)合白炭黑的方法（專利公開(kāi)號(hào)：cn103922448a）公開(kāi)：

39、（1）對(duì)赤泥進(jìn)行酸浸：將赤泥與酸性溶液按重量份之比為1:1~10混合后，在30~100℃下攪拌1~6h，抽濾得酸浸液和酸浸渣，所述酸性溶液中h+的摩爾濃度為0.5~4mo1/l，所述酸浸液中所含鋁鐵金屬離子折算為氧化物的質(zhì)量百分含量為：al2o3，2~10%；fe2o3，2~?10%;余量為?h2o?和其它不可避免雜質(zhì)離子；

40、（2）制備聚合鋁鐵無(wú)機(jī)絮凝劑：酸浸液與調(diào)聚劑混合后，在?30~100℃下攪拌1~12h，停止攪拌，熟化6~24h，得到聚合鋁鐵無(wú)機(jī)絮凝劑，所述聚合鋁鐵絮凝劑所含鋁鐵金屬離子折算為氧化物的質(zhì)量百分含量為：al2o3，2~10%；fe2o3，2~10%；余量為h2o和其它不可避免雜質(zhì)離子；

41、（3）制備赤泥基多元絮凝劑：將聚合鋁鐵無(wú)機(jī)絮凝劑與礦物材料和高分子材料混合后，在?10~80℃下攪拌?0.5~2h，得到多元絮凝劑，所述多元絮凝劑其成分按質(zhì)量百分含量為：礦物材料，3~10%；高分子材料，1~10%；al2o3，2~10%；fe2o3，2~?10%；余量為h2o和其它不可避免雜質(zhì)離子。所述的高分子材料或?yàn)榈矸?，或?yàn)榫鄱谆┍然@，或?yàn)榫郾０贰⒒驗(yàn)轸燃谆w維素鈉；

42、（4）制備復(fù)合白炭黑?:將第一步得到的酸浸渣在150~600℃下干燥2~12h?后，得到的固體即為復(fù)合白炭黑。

43、一種聚合硅鋁酸鹽無(wú)機(jī)絮凝劑及其制備方法和應(yīng)用（專利公開(kāi)號(hào)：cn112174279a）tio2納米顆粒負(fù)載的絮層結(jié)合狀公開(kāi)：

44、（1）將質(zhì)量比為1:0.1~1的粉煤灰與碳酸鉀的混合粉末在700~900℃下進(jìn)行高溫處理，得到堿熔產(chǎn)物；

45、（2）將步驟1得到的堿熔產(chǎn)物與鹽酸在80~110℃下充分反應(yīng),得到酸糊液；

46、（3）將步驟2得到的酸糊液冷卻至室溫后逐滴滴加鈦酸丁酯，得到水解混合液；

47、（4）向步驟3得到的水解混合液中加入氫氧化鉀,在室溫下進(jìn)行沉降熟化，得到熟化液；

48、（5）將步驟4得到的熟化液過(guò)濾得到產(chǎn)物在150~500℃下進(jìn)行高溫活化，得到聚合硅鋁酸鹽無(wú)機(jī)絮凝劑。

49、一種工業(yè)固體廢物基復(fù)合絮凝劑及其制備方法與應(yīng)用（專利公開(kāi)號(hào)：cn115893803a）公開(kāi)：

50、（1）將工業(yè)固體廢物生石灰、磷石音、赤泥、膨潤(rùn)土按照比例進(jìn)行混勻；

51、（2）按照比例將以純水為溶劑配制的有機(jī)絮凝劑溶液與無(wú)機(jī)絮凝劑溶液加入所得工業(yè)固體廢物,進(jìn)行混勻,得到工業(yè)固體廢物基復(fù)合絮凝劑。

52、一種煤礦廢水的處理方法及處理系統(tǒng)（專利公開(kāi)號(hào)：cn114524558b）公開(kāi)：

53、所述復(fù)合絮凝劑的制備方法為：將240重量份的聚合氯化鋁和50~100重量份的活性炭在水中混合分散后，向所得分散液中添加聚丙烯酰胺的水溶液和聚丙烯酸鹽的水溶液：所述分散液的固含量為40~60wt%；

54、所述聚丙烯酰胺的水溶液中聚丙烯酰胺的濃度為3~10wt%，所述聚丙烯酰胺的添加量為0.5~1.5重量份；

55、所述聚丙烯酸鹽的水溶液中聚丙烯酸鹽的濃度為3~10wt%，所述聚丙烯酸鹽的添加量為0.5~1.5重量份；

56、所述復(fù)合絮凝劑中，所述聚丙烯酰胺的質(zhì)量濃度為0.5~3%。

57、一種聚合氯化鋁-殼聚糖復(fù)合絮凝劑及其制備方法與應(yīng)用（專利公開(kāi)號(hào)：cn107500393a）公開(kāi)：

58、（1）將鋁灰進(jìn)行研磨、過(guò)篩,與水混合，40~70℃超聲處理10~20min，固液分離，干燥，得到預(yù)處理后的鋁灰；

59、（2）將步驟（1）制得的鋁灰與水混合，得到鋁灰懸濁液；在鋁灰懸濁液中加入濃鹽酸；攪拌反應(yīng)，熟化，得到聚合氯化鋁；

60、（3）將殼聚糖溶于乙酸溶液中，得到殼聚糖/乙酸溶液；

61、（4）將步驟（3）制得的殼聚糖/乙酸溶液滴加到多聚磷酸鈉溶液，然后調(diào)節(jié)反應(yīng)體系ph為4~5；先200~500r/min攪拌反應(yīng)10~20min，再50~100r/min攪拌反應(yīng)30~60min，得到混合物；

62、（5）在步驟（4）制得的混合物中加入步驟（3）制得的聚合氯化鋁，80~100℃攪拌反應(yīng)1~3h，得到聚合氯化鋁-殼聚糖復(fù)合絮凝劑。

63、這些絮凝劑主要基于鋁鹽和鐵鹽等傳統(tǒng)絮凝劑，鋁鹽絮凝劑存在潛在的健康風(fēng)險(xiǎn)，長(zhǎng)期攝入或暴露于含鋁環(huán)境可能導(dǎo)致鋁在體內(nèi)積累，這種積累可能對(duì)多個(gè)系統(tǒng)產(chǎn)生慢性影響。鐵鹽絮凝劑則可能會(huì)對(duì)水處理設(shè)備造成腐蝕，這會(huì)影響設(shè)備的使用壽命和維護(hù)成本。此外，較大的投加量可能會(huì)導(dǎo)致處理后的水出現(xiàn)顏色，這可能會(huì)影響水的感官質(zhì)量。

64、而且，多數(shù)研究是針對(duì)赤泥中的鐵鋁進(jìn)行提取并制備絮凝劑，而對(duì)鐵鋁提取后的廢渣再次利用的研究較少。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對(duì)上述問(wèn)題，本發(fā)明提供一種以赤泥為原料制備聚硅酸鋁鐵-pam復(fù)合絮凝劑的方法，在硅酸的聚合過(guò)程中引入鋁和鐵離子，可以制得具有優(yōu)良絮凝性能的聚硅酸鋁鐵絮凝劑。這不僅保留了原有產(chǎn)品的優(yōu)點(diǎn)，一定程度上避免了鋁鹽、鐵鹽絮凝劑的缺點(diǎn)，還顯著提高了其穩(wěn)定性。

2、本發(fā)明對(duì)赤泥原料進(jìn)行酸浸得到鐵鋁混合浸提液，將酸浸后的混合物通過(guò)離心分離得到濾渣，將濾渣處理后堿浸得到硅浸提液，實(shí)現(xiàn)赤泥較充分的利用。

3、本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

4、一種以赤泥為原料制備聚硅酸鋁鐵-pam復(fù)合絮凝劑的方法，包括如下步驟：

5、第一步，熱活化：將原狀赤泥自然風(fēng)干兩周后，研磨過(guò)100目篩，取過(guò)篩后的赤泥粉末置于馬弗爐中焙燒；

6、第二步，酸浸：將焙燒后的赤泥與鹽酸溶液在水浴條件下攪拌混合后，離心過(guò)濾，得到酸浸液和酸浸渣；其中，酸浸液為含鐵鋁的混合液，酸浸渣烘干后備用；

7、第三步，堿浸：將上述烘干后的酸浸渣與氫氧化鈉溶液加熱攪拌混合后，離心過(guò)濾，得到堿浸液和堿浸渣；其中，堿浸液為含硅的溶液；

8、第四步，聚硅酸溶液的制備：調(diào)節(jié)堿浸液中硅的濃度，調(diào)節(jié)后滴加到攪拌中的鹽酸中，調(diào)節(jié)ph，活化后得到聚硅酸溶液；

9、第五步，共聚合：攪拌條件下，將不同比例鐵鋁混合液加入到聚硅酸溶液中，在上述溶液中加入naoh溶液調(diào)節(jié)堿化度，常溫常壓下陳化，即得到聚硅酸鋁鐵絮凝劑psaf；

10、第六步，psaf-pam復(fù)合絮凝劑的制備：取聚硅酸鋁鐵絮凝劑和丙烯酰胺于三頸燒瓶中，放置于恒溫水浴鍋中加熱，向反應(yīng)器中加入k2s2o8溶液后，連續(xù)攪拌混合溶液，同時(shí)用超純氮?dú)獯祾咭匀コ芙庋鹾投趸迹?5min后，再向溶液中加入feso4溶液，在氮?dú)鈿夥障?，反?yīng)四小時(shí)后，制備得到psaf-pam復(fù)合絮凝劑。

11、進(jìn)一步地，第一步中所述赤泥粉末為5g，馬弗爐焙燒溫度為800℃，焙燒時(shí)間為3h。

12、進(jìn)一步地，第二步中所述鹽酸溶液的濃度為7mol/l，水浴溫度為70℃，攪拌時(shí)間為180min，鹽酸溶液與赤泥的比例為7ml:1g；酸浸渣的烘干溫度為110℃，烘干時(shí)間為12h。

13、進(jìn)一步地，第三步中所述氫氧化鈉溶液的質(zhì)量濃度為15%，加熱溫度為80℃，攪拌時(shí)間為90min；氫氧化鈉溶液與酸浸渣的比例為7ml:1g。

14、進(jìn)一步地，第四步中所述調(diào)節(jié)堿浸液中硅的濃度為0.3?mol/l；鹽酸為1體積的鹽酸+1體積的水；調(diào)節(jié)ph為3；活化時(shí)間為2h。

15、進(jìn)一步地，第五步中所述不同比例的鐵鋁混合液為0.5mol/l的氯化鐵溶液和0.5mol/l的硫酸鋁溶液對(duì)第二步的酸浸液進(jìn)行調(diào)節(jié)；

16、鋁鐵摩爾比為1~7:1，（鋁+鐵）/硅的摩爾比為0.5~3:1；

17、naoh溶液濃度為0.3mol/l，調(diào)節(jié)堿化度為0.25~0.75；陳化時(shí)間為24h。

18、優(yōu)選地，鋁鐵摩爾比為5:1，（鋁+鐵）/硅的摩爾比為1:1；調(diào)節(jié)堿化度為0.5。

19、進(jìn)一步地，第六步中所述聚硅酸鋁鐵絮凝劑和丙烯酰胺的比例為50ml：0.5g；水浴鍋溫度為25±2℃；k2s2o8溶液的質(zhì)量濃度為1%，添加量為1ml；feso4溶液的質(zhì)量濃度為1%，s2o82-與fe2+的摩爾比為5:4。

20、本發(fā)明的有益效果如下：

21、psaf因其獨(dú)特的聚硅酸改性結(jié)構(gòu)，在處理含氟廢水方面表現(xiàn)出了優(yōu)異的性能。psaf對(duì)f-的去除率高，且受共存離子影響較小，對(duì)比市售聚合氯化鋁和聚合硫酸鐵，聚硅酸鋁鐵絮凝劑絮凝效果更好，顯示出良好的應(yīng)用前景和潛在的工業(yè)價(jià)值，具有良好的應(yīng)用前景。未來(lái)的研究可以進(jìn)一步優(yōu)化psaf的制備工藝和使用條件，以實(shí)現(xiàn)更高效、更經(jīng)濟(jì)的廢水處理。