本发明专利技术提供了一种利用热解碳化渣制备多功能复合絮凝剂的方法，涉及固废处理技术领域。该方法包括磁选分离、催化活化和酸溶氧化三个步骤。首先，通过磁选分离去除热解碳化渣中的杂质；然后，加入活化剂氯化锌溶液和催化剂，在惰性气氛下进行高温反应，得到含铁活性炭；最后，酸溶氧化，加入含铁废盐酸和氧化剂，制得多功能复合絮凝剂。该絮凝剂具有吸附和絮凝的双重功效，特别适用于处理高COD、高色度废水，能有效提高COD去除率和脱色效果，相比于常规氯化铁水处理剂的去除效果有明显优势。本发明专利技术提供的方法不仅低能高效，而且制备了可直接应用的水处理絮凝剂，实现了固废的高效清洁利用。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及固废处理，更具体地，本专利技术涉及一种利用热解碳化渣制备多功能复合絮凝剂的方法。
技术介绍
1、随着工业化进程的加快，机械加工、金属表面处理、设备维修及更换、拆解等生产活动中产生了大量的工业废弃物。其中，一种水、油、渣三相高度乳化的粘稠状半固体废弃物——富铁含油污泥，因其含有石油烃类、多环芳烃(pahs)、重金属、细菌、固体悬浮物、化学药剂等高浓度有毒有害成分，以及大量老化原油和铁元素，而备受关注。富铁含油污泥不仅对环境构成严重威胁，也是一种可再生资源，具有极高的资源化利用潜力和工业回收价值。
2、据估计，我国富铁含油污泥的年产量高达300万吨。鉴于其资源性和危害性，高效清洁的处理处置与资源化利用技术已成为能源环境领域的研究热点。油泥低温无氧热解技术作为一种新兴的处理方法，具有工艺能耗低、清洁燃烧、排放环保(无二噁英产生)、重金属固化等优势。在绝氧密闭系统中，富铁含油污泥间接加热碳化分解，转化为热解油、热解碳和热解气，其中热解气可作为燃料，热解油可作为燃油或有机原料生产的原料，热解碳则含有较高的碳和磁铁矿(fe3o4)，具有回收利用价值。
3、然而，目前关于富铁含油污泥热解碳化渣中铁、碳资源的回收，主要采用磁选技术。由于热解碳化渣中碳、铁元素的分布呈现嵌入包裹交织型，磁选分离回收铁、碳资源效果并不理想。现有技术公开的热解碳渣中金属铁的回收方法，采用高温碳热还原法回收热解碳渣中的铁资源，添加还原碳粉和造渣剂，但是因超高温煅烧，能耗较大，且得到的粗铁产品难以直接回收利用，需要另外精炼。
<
p>4、因此，开发一类低能高效、可直接回收利用热解碳化渣中的铁、碳资源的方法具有重要的研究意义。
技术实现思路
1、本专利技术旨在克服传统方法处理热解碳化渣耗能高，产品难以回收利用的不足，提供一种利用热解碳化渣制备多功能复合絮凝剂的方法。
2、因此，本专利技术的首要目的是提供一种利用热解碳化渣制备多功能复合絮凝剂的方法。
3、本专利技术的再一目的是提供一种上述制备方法制备得到多功能复合絮凝剂。
4、本专利技术的另一目的是提供一种上述多功能复合絮凝剂的应用。
5、为实现上述目的，本专利技术采取以下技术方案：
6、本专利技术保护一种利用热解碳化渣制备多功能复合絮凝剂的方法，其特征在于，包括以下步骤：
7、s1.磁选分离：将热解碳化渣磁选分离，去除非磁性杂质，得到铁碳颗粒；
8、s2.催化活化：将活化剂氯化锌溶液和催化剂加入所述铁碳颗粒，在惰性气氛下500℃～900℃反应3～7h，得到含铁活性炭；
9、s3.酸溶氧化：将含铁废盐酸加入所述含铁活性炭反应，再加入氧化剂反应，得到多功能复合絮凝剂；
10、其中，所述催化剂为氧化镁、氧化钙、氧化钴或二氧化锰中的一种或多种；
11、所述s2中氯化锌与热解碳化渣的质量比为(0.3-0.5)：(1-5)；
12、所述s2中催化剂的加入质量为热解碳化渣质量含量的0.1～2.0％。
13、本专利技术通过磁选分离、催化活化和酸溶氧化反应，将热解碳化渣处理为含有活性炭、氯化铁、少量的镁、钙、钴、锰和锌离子的多功能复合絮凝剂液体，可以将废水中的cod和色度通过高效吸附和絮凝作用除去。
14、具体地，本专利技术首先通过磁选分离得到去除非磁性杂质的铁碳颗粒，其中杂质包括非磁性的矿物颗粒、灰分、未反应的原料、以及其他非铁、非碳的残留物，来源于富铁含油污泥的原始成分，或者是在热解过程中由于化学反应生成的副产品。
15、其次对铁碳颗粒进行催化和活化得到含铁活性炭：
16、使用的催化剂为氧化镁、氧化钙、氧化钴或二氧化锰中的一种或多种。一方面在活化过程中起到催化作用，提高活化过程中的反应速度，降低活化的反应温度和时间，改变其化学反应机理，使原来不能形成孔隙的碳化物发生化学反应而形成孔隙，从而来有效提高碳基质的比表面积、改善孔径结构和增强吸附性能制备含铁活性炭；另一方面，为了给之后制备的絮凝剂中引入少量的钙、镁、锰离子，可有效促进有机物絮凝、聚沉到水底。具体地，水中被电离的正离子(如ca2+、mg2+等)可以中和或降低胶体表面的负电，减小未补偿的键能，减弱它们之间的同性斥力，破坏胶体的稳定态，促使它们在分子间的作用下碰撞、接触，脱稳形成絮凝体，从而沉降下来。总之，催化剂起催化作用，有助凝和增强吸附性能的双重作用，加入量少会显著降低色度和cod的去除率，但也不宜过量，因催化剂主要为碱土金属氧化物，加入过量会导致絮凝剂体系失稳而变质，反而会影响水质的色度和cod去除率。
17、使用的活化剂是氯化锌，能够活化碳基质，使其有较大的微孔体积，增大吸附比表面积和吸附孔隙、吸附点位，提高含铁活性炭的产率和吸附能力，另外氯化锌在高温下具有催化脱水作用，它能够与含氧官能团脱水缩合，使原料中的氢、氧原子以水的形式分离出来，形成疏松多孔渗水的结构，即含铁活性炭，并使更多的碳保留在原料中，提高了含铁活性炭的得率和吸附能力。总之，氯化锌起活化作用，可以提高絮凝剂的碳基质得率和吸附能力，加入量少难以活化铁碳颗粒向含铁活性炭转变的反应，加入量大会降低絮凝剂的絮凝性能(如：影响絮凝剂的吸附电中和能力等)，而且会使水中锌含量返高超标。
18、最后，加入含铁废盐酸和氧化剂与得到的含铁活性炭反应，制备多功能复合絮凝剂液体。用废盐酸溶解含铁活性炭中的铁，实现铁碳的分离。使用含铁废盐酸一方面将工业酸洗后含铁废酸进行资源利用，另一方面含铁废盐酸中的铁离子可以补充铁的来源，有利于提高复合絮凝剂中的铁含量。氧化剂将含铁废盐酸溶解铁后生成的亚铁离子转化为三价铁离子，最后得到的多功能复合絮凝剂液体中含有活性炭、氯化铁、少量的镁、钙、钴、锰和锌离子，可以共同作用于废水中cod和色度的高效吸附和絮凝而除去的水处理过程。
19、优选地，所述催化剂为氧化镁、氧化钙、氧化钴和二氧化锰。更优选地，氧化镁、氧化钙、氧化钴和二氧化锰的质量比为1:1:1:1。
20、优选地，所述s1中磁选分离的磁力强度为100～500gs。
21、具体地，所述热解碳化渣是通过富铁含油污泥在无氧密闭系统中间接加热碳化分解后得到，含有较高的碳和磁铁矿(fe3o4)。优选地，所述s2中热解碳化渣的碳的质量含量为10～20％。
22、优选地，所述s2中热解碳化渣的以fe3o4计的铁质量含量为20～30％。
23、优选地，所述s2中活化剂氯化锌溶液与热解碳化渣的质量比为1：(1～5)。
24、优选地，所述s2中活化剂氯化锌溶液的浓度为3～5mol/l。
25、优选地，所述s2中惰性气体为氮气、氩气或氦气中的一种或多种。
26、优选地，所述s2中惰性气体的气体流量为2～4m3/h。
27、优选地，所述s3中含铁废盐酸的盐酸质量含量为15～20％。
28、优选地，所述s3中含铁废盐酸的铁质量含量为5本文档来自技高网
...
【技术保护点】
1.一种利用热解碳化渣制备多功能复合絮凝剂的方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S1中磁选分离的磁力强度为100～500Gs。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S2中活化剂氯化锌溶液的浓度为3～5mol/L。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S2中惰性气体为氮气、氩气或氦气中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S3中氧化剂为氯酸钠或双氧水中的一种或两种。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S3中氧化剂的加入量为含铁废盐酸与含铁活性炭的总质量的1.5％～2.5％。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S3中含铁废盐酸的盐酸质量含量为15～20％。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S3中含铁废盐酸的铁质量含量为5％～10％。
9.一种多功能复合絮凝剂，其特征在于，通过权利要求1～8任一所述的方法制备得到。
10.一种权利要求9所述的多功能复合絮凝剂在水处理中的应用。
...
【技术特征摘要】
1.一种利用热解碳化渣制备多功能复合絮凝剂的方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤s1中磁选分离的磁力强度为100～500gs。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤s2中活化剂氯化锌溶液的浓度为3～5mol/l。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤s2中惰性气体为氮气、氩气或氦气中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤s3中氧化剂为氯酸钠或双氧水中的一种或两种。
【专利技术属性】
技术研发人员：左选凤，包敏慧，李萍，李田田，朱鹏，
申请(专利权)人：江苏永葆环保科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。