申请日2004.10.26
公开(公告)日2008.05.07
IPC分类号C04B14/12; C02F1/28; C02F1/52; C04B22/14
摘要
本发明属于环境保护领域，公开了一种钠基膨润土矿物复合水处理剂，所述的复合水处理剂包含钠基膨润土、硫酸铁、硫酸铝以及硫酸镁。本发明的钠基膨润土矿物复合水处理剂的去污功能十分明显，对COD、浊度、重金属元素等的去除率大大提高;同时本发明的水处理剂适用范围广泛，可以处理多种工业废水，如造纸废水、印染废水、电镀废水等。
权利要求书
1.一种钠基膨润土矿物复合水处理剂，其特征在于，包括钠基膨润土、硫酸 铁、硫酸铝以及硫酸镁，其中，各组分的含量按照重量百分比为：
钠基膨润土：65-75%;
硫酸铁：10-15%;
硫酸铝：10-15%;
硫酸镁：5-10%。
2.权利要求1所述的钠基膨润土矿物复合水处理剂的应用，其特征在于，可 用于处理多种工业废水。
3.根据权利要求2所述的钠基膨润土矿物复合水处理剂的应用，其特征在于， 适用处理造纸废水、印染废水、电镀废水和城市中水。
说明书
一种钠基膨润土矿物复合水处理剂及其制备和应用
技术领域
本发明属于环境保护领域，涉及一种水处理剂，更具体的，本发明涉及钠基 -膨润土矿物复合水处理剂及其制备和应用。
背景技术
膨润土(Bentonite)又称斑脱岩、膨土岩等，是以蒙脱石为主要成分的粘土 岩-蒙脱石粘土岩。膨润土的目的矿物是蒙脱石(Montmorillonite)，亦称微晶高 岭石或胶岭石，是含少量碱及碱土金属的含水铝硅酸盐矿物，其化学通式为：
Nax(H2O)4{(Al2-xMgx)[Si4O10](OH)2}
膨润土是我国主要的非金属矿产之一，保有储量达到24.6亿吨。在化工、铸 造、冶金等领域都有广泛的应用。在环境保护领域也得到重视和发展，特别是在 工业废水处理方面的应用，如通过矿物的表面处理工艺制取水处理剂，处理工业 废水已经取得不少的成效。比如，我国每年排出的印染废水总量高于5.5亿，未 经处理的印染废水色度高，对环境造成的污染已日趋严重。因为印染废水的排放 量非常大，多采用吸附絮凝的物理化学方法。膨润土具有很大的比表面积和孔容， 拥有良好的阳离子交换性能和高比表面积等特性，是良好的水处理剂。
目前在膨润土的制备工艺方面主要采用较单一的化学活化技术，一般通过对 矿物表面的活化，矿物的层间距发生变化，晶格发生畸变，使矿物表面产生大量 的-Si-OH、-Al-OH断键，勃朗特点增多。同时通过活化处理使矿物表面、层间、 孔间的镁、铝等金属离子溶出，晶格表面的Si-O-Si键增多，增强了矿物表面物 理吸附作用。制备的产品主要通过矿物表面的物理吸附和电荷反应去除水体中的 污染物。
但是，现在大多的制备工艺单纯考虑了矿物在水处理过程中的物理作用，在 整个去污反应中主要依靠矿物粒子表面的吸附作用忽略了矿物本身组分在水处 理中的化学作用及协同效应，故产品的对污染物的去除受到限制。另外，原制备 工艺产生的废水会对环境造成二次污染，不能真正达到环保的目的。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种钠基膨润土矿物复合水处理剂，其 包含钠基膨润土、硫酸铁、硫酸铝以及硫酸镁，所述的钠基膨润土、硫酸铁、硫 酸铝以及硫酸镁的含量按照重量百分比为：
钠基膨润土：65-75%;
硫酸铁：10-15%;
硫酸铝：10-15%;
硫酸镁：5-10%。
本发明所要解决的技术问题还在于提供所述的钠基膨润土矿物复合水处理 剂的制备方法，包括：钠基膨润原料→破碎→熔烧 →活化处理→强化处理→复合反应→热处理 →破碎过目。
本发明所要解决的技术问题还在于提供本发明所述的钠基膨润土矿物复合 水处理剂的应用，其可用于处理多种工业废水。所述的工业废水包括但不限于造 纸废水、印染废水、电镀废水和城市中水。
使用复合工艺，在矿物活化后，通过对矿物中各化学成分的分析和计算，确 定复合工艺条件及配方，加入定量的铝盐，铁盐等金属盐类，对一些金属化合物 的浓度进行强化和复合，保证产品中有合理浓度的铝、铁等金属化合物，从而形 成了一种合适的钠基-膨润土矿物复合水处理剂。
本发明在解决改变矿物表面物理性质的同时，从化学和表面电荷的角度出发 研究解决矿物中的化学组分在水处理过程中的作用如何得到发挥和提升、化学作 用与物理吸附作用项匹配，得以在水处理过程中发挥协同作用，从而增强水处理 剂的去污能力，同时解决制备工艺过程中产生的二次污染。
本发明改进了活化工艺，在保证充分活化作用的同时，提高在活化过程中产 生的铝、镁等具有絮凝效应的金属离子的浓度。
本发明还增加了复合工艺，在矿物活化后，通过对矿物中各化学成分的分析 和计算，确定复合工艺条件及配方，加入定量的铝盐，铁盐等金属盐类，对一些 金属化合物的浓度进行强化和复合，以保证产品中有合理浓度的铝、铁等金属化 合物，从而形成了本发明的新的产品，它是一种以天然钠基膨润土矿物为主体成 分的无机水处理剂，组成上既不同于原有的矿物水处理剂，也不同于以金属盐为 主要成分的水处理剂，从而使产品在投入使用后，产生了强烈的化学和物理双向 去污作用。
本发明的钠基膨润土矿物复合水处理剂的去污效果十分明显，比如，在本发 明的一个实施例中，制备获得的钠基膨润土矿物复合水处理剂对COD的去除率 为87%(一般的膨润土水处理剂为60%);浊度的去除率为92%(一般的膨润土 水处理剂为76%);铜、铅、锌、镉、汞、铬、砷、镍八个重金属元素的平均去 除率为64%(一般的膨润土水处理剂为45%)，直接耐酸4BS大红等6个染料的 平均去除率为86%(一般的膨润土水处理剂为72%)。所述的COD的去除率、浊 度的去除率、重金属元素的平均去除率、直接耐酸4BS大红等6个染料的平均去 除率等的测定方法都是本领域中的一般技术，采用的标准也是本领域常规的标 准，在此不作详细的描述。
同时，本发明的复合水处理剂的适用范围广泛，处理对象多元化，从一般的 只能处理单一种类的工业废水发展到可以处理多种工业废水，如造纸废水、印染 废水、电镀废水和城市中水等。
膨润土作为吸附剂，原料丰富，价格低廉，再生方便，因而污水处理的成本 较低，如处理一吨污水，需用膨润土0.1-1.0kg，成本不超过0.11元。如用聚 合氯化铝0.02-0.1kg，聚丙酰胺0.002-0.01kg，成本则高得多，故本发明的 钠基膨润土矿物复合水处理剂具有广阔的应用前景。
