申请日 20201116
公开（公告）日 20201215
IPC分类号 C08F289/00; C08F220/56; C08F228/02; C08F220/06; C02F11/148; C02F103/16
摘要
本发明涉及一种铜铅锌冶炼废水污泥解聚分散剂及其制备方法，包括按照质量份数计的以下组份：木质素磺酸钠4.5‑11.5份、丙烯酰胺4.0‑8.5份、烯丙基磺酸钠8.5‑15.5份、丙烯酸4.5‑11.5份、蒸馏水55‑75份和引发剂0.4‑0.85份。所述的铜铅锌冶炼废水污泥解聚分散剂，加入铜铅锌冶炼废水污泥后，会使污泥颗粒表面带上同一种电荷（负电荷或正电荷），各污泥颗粒间由于同种电荷的存在，形成静电斥力作用，使污泥颗粒相互分散，破坏污泥的絮凝结构，释放出被包裹的水，降低污泥的保水率，从而有效地增加了污泥的流动性。
权利要求书
1.一种铜铅锌冶炼废水污泥解聚分散剂，其特征在于，包括按照质量份数计的以下组份：
木质素磺酸钠4.5-11.5份、丙烯酰胺4.0-8.5份、烯丙基磺酸钠8.5-15.5份、丙烯酸4.5-11.5份、蒸馏水55-75份和引发剂0.4-0.85份。
2.根据权利要求1所述的铜铅锌冶炼废水污泥解聚分散剂，其特征在于，包括按照质量份数计的以下组份：
木质素磺酸钠6-10份、丙烯酰胺5-6份、烯丙基磺酸钠10-13份、丙烯酸6-10份、蒸馏水60-70份和引发剂0.4-0.85份。
3.根据权利要求1或2所述的铜铅锌冶炼废水污泥解聚分散剂，其特征在于，所述的铜铅锌冶炼废水污泥解聚分散剂的pH值为6-7。
4.根据权利要求1或2所述的铜铅锌冶炼废水污泥解聚分散剂，其特征在于，所述引发剂包括过硫酸铵、过硫酸钾和过硫酸钠中的一种或者几种的组合。
5.根据权利要求1-4任一项所述的铜铅锌冶炼废水污泥解聚分散剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（a）、将木质素磺酸钠、丙烯酰胺、烯丙基磺酸钠和引发剂粉碎后，混合、加热，然后加入丙烯酸和水混匀，调节溶液pH=3-12；
（b）、加热步骤（a）所得到的溶液进行反应，反应结束后降温至室温，调节溶液pH=6-7，得到所述铜铅锌冶炼废水污泥解聚分散剂。
6.根据权利要求5所述的铜铅锌冶炼废水污泥解聚分散剂的制备方法，其特征在于，在步骤（a）中，所述混匀的过程中，保持溶液温度为60-70℃；
所述混匀为搅拌，所述搅拌的时间为5-10分钟；
所述调节溶液pH=3-12后，继续搅拌1-5分钟。
7.根据权利要求5所述的铜铅锌冶炼废水污泥解聚分散剂的制备方法，其特征在于，在步骤（b）中，所述反应的过程中，溶液的温度为75-95℃；
所述反应的时间为3-5h。
8.根据权利要求5所述的铜铅锌冶炼废水污泥解聚分散剂的制备方法，其特征在于，在步骤（b）中，所述降温为自然降温。
9.根据权利要求5所述的铜铅锌冶炼废水污泥解聚分散剂的制备方法，其特征在于，在步骤（b）中，采用氢氧化钠溶液调节所述pH；所述氢氧化钠溶液的质量浓度为25%-30%。
10.一种铜铅锌冶炼废水污泥解聚的方法，使用权利要求1-4任一项所述的铜铅锌冶炼废水污泥解聚分散剂；
所述解聚分散剂的使用量是所述铜铅锌冶炼废水污泥质量的0.5%-5.0%。
说明书
一种铜铅锌冶炼废水污泥解聚分散剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及铜铅锌冶炼废水污泥无害化处置和资源化利用领域，具体而言，涉及一种铜铅锌冶炼废水污泥解聚分散剂及其制备方法。
背景技术
含酸废水是冶炼过程中的主要污染物之一，一般呈酸性并含有微量的重金属元素，工业生产中，通常会向含酸废水中加入去除重金属离子的药剂，在投加药剂后，废水中会残留大量由中和作用产生的废渣。目前，国内主要采用碳酸钙和氧化钙作为中和剂，其价廉且易取材、易脱水，但会产生大量的硫酸钙渣，硫酸钙渣经压滤后的含水率通常为28.0%-50.0%，其中固含量的主要成分是CaSO4·2H2O，即二水石膏，另含微量的砷、汞、铅、锌、镉等重金属元素以及由于氧化钙掺加过量而生成的Ca(OH)2和其他可溶性盐等。
这类中和渣在冶炼处置过程中使其沉降时，会加入聚合氯化铝、聚合硫酸铁或PAM(聚丙烯酰胺)等絮凝剂，使超细颗粒发生絮凝现象，最终沉降后得到黏聚性较强的污泥，由于加入的中和药剂是中和冶炼废水中的离子，产生的中和污泥经历了晶体的形核和生长过程，通常晶体生长过程时的条件有限，形成的颗粒较小，保水性较好，板框压滤后污泥含水率25%-60%，该类型污泥持水能力强、黏度大，在空气中静置一段时间后，表面部分会结块，但是内部仍是粘聚态，搅拌后又会释放大量水分，使其成为糊状。因此，上述污泥特性导致该类型污泥在资源化利用过程中和其它物料的混合搅拌非常困难；另一方面，该类型的酸性废水污泥的成分主要是CaSO4·2H2O，干燥脱水会引起结晶水变化，形成半水石膏，高温干燥则容易引起有害组分逸出。因此，亟需一种针对该类型污泥的常温解聚分散剂，确保铜铅锌冶炼废水污泥在资源化利用制备建材制品过程中其它干物料投入的混匀和解团聚。
有鉴于此，特提出本发明。
发明内容
本发明的第一目的在于提供一种铜铅锌冶炼废水污泥解聚分散剂，所述的铜铅锌冶炼废水污泥解聚分散剂，加入铜铅锌冶炼废水污泥后，会使污泥颗粒表面带上同一种电荷（负电荷或正电荷），各污泥颗粒间由于同种电荷的存在，形成静电斥力作用，使污泥颗粒相互分散，破坏污泥的絮凝结构，释放出被包裹的水，降低污泥的保水率，从而有效地增加了污泥的流动性。
本发明的第二目的在于提供一种所述的铜铅锌冶炼废水污泥解聚分散剂的制备方法，该方法方便、简单、易于实现。
为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：
一种铜铅锌冶炼废水污泥解聚分散剂，包括按照质量份数计的以下组份：
木质素磺酸钠4.5-11.5份、丙烯酰胺4.0-8.5份、烯丙基磺酸钠8.5-15.5份、丙烯酸4.5-11.5份、蒸馏水55-75份和引发剂0.4-0.85份。
本发明所提供的铜铅锌冶炼废水污泥解聚分散剂，针对铜铅锌冶炼废水污泥粒度细、粘度高、含水分高、组分复杂、保水性强、非常难以与其它物料进行混合等特性，在不引入外加水分的情况下，单纯加入该解聚分散剂可有效提高黏聚污泥的流动性，降低污泥的保水性及污泥的粘性，一方面可实现很好的与其它辅助原料充分互相浸入从而混合均匀，另一方面处理后污泥流动性变好，可实现泵送过程。污泥的粘聚特性成为铜铅锌冶炼企业所产生的危险废物的无害化处理与资源化利用过程中的处理难题，解聚分散剂可有效改善污泥的这种粘聚特性，将其变为粘度小、保水性差等性能满足综合处理条件的理化状态，为该类型含水高黏聚性污泥的预处理提供一种高效方法，为铜铅锌冶炼废水污泥的预处理与资源化利用提供了一种合理的解决方案，有良好的经济、环境和社会效益。
优选的，所述的铜铅锌冶炼废水污泥解聚分散剂，包括按照质量份数计的以下组份：
木质素磺酸钠6-10份、丙烯酰胺5-6份、烯丙基磺酸钠10-13份、丙烯酸6-10份、蒸馏水60-70份和引发剂0.4-0.85份。
优选的，所述的铜铅锌冶炼废水污泥解聚分散剂的pH值为6-7。
优选的，所述引发剂包括过硫酸铵、过硫酸钾和过硫酸钠中的一种或者几种的组合。
所述的铜铅锌冶炼废水污泥解聚分散剂的制备方法，参考图3，包括以下步骤：
（a）、将木质素磺酸钠、丙烯酰胺、烯丙基磺酸钠和引发剂粉碎后，混合、加热，然后加入丙烯酸和水混匀，调节溶液pH=3-12；
优选的，粉碎后，固体材料的粒径≤1mm；
（b）、加热步骤（a）所得到的溶液进行反应，反应结束后降温至室温，调节溶液pH=6-7，得到所述铜铅锌冶炼废水污泥解聚分散剂。
优选的，在步骤（a）中，所述混匀的过程中，保持溶液温度为60-70℃；更优选的，所述混匀为搅拌，所述搅拌的时间为5-10分钟；更优选的，所述调节溶液pH=3-12后，继续搅拌1-5分钟。
优选的，在步骤（b）中，所述反应的过程中，溶液的温度为75-95℃；更优选的，所述反应的时间为3-5h。
优选的，在步骤（b）中，所述降温为自然降温。
优选的，在步骤（b）中，采用氢氧化钠溶液调节所述pH；优选的，所述氢氧化钠溶液的质量浓度为25%-30%。
一种铜铅锌冶炼废水污泥解聚的方法，使用所述的铜铅锌冶炼废水污泥解聚分散剂；优选的，所述解聚分散剂的使用量是所述铜铅锌冶炼废水污泥质量的0.5%-5.0%。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
（1）本发明所提供的分散剂加入污泥后，在颗粒表面带上同一种电荷（一般为负电荷），形成静电排斥作用，使污泥颗粒相互分散，破坏絮凝结构，释放出被包裹的水，参与流动，从而有效地增加了污泥的流动性，在不引入外加水分的情况下，有效改善污泥的这种粘聚特性，将其变为粘度小、保水性差等性能满足综合处理条件的理化状态。
（2）本发明所提供的铜铅锌冶炼废水污泥解聚分散剂的制备方法方便、简单、易于实现。
（3）本发明所提供的铜铅锌冶炼废水污泥解聚分散的方法，可有效节约大量水资源。
（4）本发明所提供的铜铅锌冶炼废水污泥解聚分散剂，不限于铜铅锌冶炼废水污泥，其对细粒度的含水污泥都可发挥作用。
发明人 （赵庆朝;杨航;李伟光;朱阳戈;）
