硫铁矿烧渣制取复合聚铁絮凝剂的研究

摘要

随着环保意识的增强，对水污染的治理和固体废弃物的再生利用已经是当前环境保护的重点。“以废治废、变废为宝”是当前环境治理课题研究的新思想，将固体废弃物科学地回收利用，然后将其成果运用到水污染的治理中，既有社会效益和经济效益，更具有重要的环境意义。近年来，絮凝剂在工业和生活污水处理及沉渣处置时，发挥了重要作用，其作用将来会更显突出。 本课题在对目前硫铁矿烧渣回收及利用现状进行深入综合考察的基础上，利用武钢矿业公司金山店铁矿硫酸厂的硫铁矿烧渣为原料，采用还原焙烧，酸浸工艺制取硫酸亚铁，在制取聚合硫酸铁的基础上引入新的高价离子，制取复合聚铁絮凝剂。从中选取最佳改性方案，制取性能更好、无毒的复合聚铁絮凝剂，以提高硫铁矿烧渣的综合利用水平。 将烧渣在一定条件下进行还原，而后用酸浸取得到FeSO4溶液，调节pH值加热搅拌通入O2，并加入适量无毒的催化剂，进行催化氧化，水解聚合制得聚合硫酸铁(PFS)。在催化氧化聚合工艺中，采用了一种无毒催化剂CH-2，以消除催化剂的毒性问题，获取制备工艺的先进性和合理性，扩大PFS的应用范围，为硫铁矿烧渣的更有效利用提供技术支持和理论依据。 在自制PFS的基础上，引入PO43-制取改性絮凝剂聚磷硫酸铁(PPFS)以及引入PSi的半成品，一定条件下制取改性絮凝剂聚硅硫酸铁(PFSS)。本研究通过一系列单因素试验，并以对自制废水的除浊效果来确定最佳的工艺条件。试验通过对改性后絮凝剂的混凝试验确定了最佳的混凝条件，并与PFS进行比较。最后，用改性絮凝剂对马应龙制药废水进行了除浊、除COD试验；以及对低浊度的油田废水进行了除浊试验。结果表明，改性后的PPFS和PFSS絮凝效果均优于PFS。 采用紫外和红外吸收分析技术对絮凝剂的分子形态结构进行了分析，初步探讨了絮凝剂改性的机理。 通过本课题的研究发现，利用硫铁矿烧渣制取的聚合硫酸铁(PFS)通过一定的改性制取的复合聚铁絮凝剂，不管在工业废渣回收利用研究还是在开发更好性能絮凝剂的研究上，都具有理论和实际的意义。

目录

文摘

英文文摘

独创性声明及关于论文使用授权的说明

第1章绪论

1.1引言

1.1.1硫铁矿烧渣

1.1.2硫铁矿烧渣的综合利用

1.2絮凝剂的定义及分类

1.2.1絮凝剂的定义

1.2.2絮凝剂的分类

1.3絮凝剂发展简史和国内外发展现状

1.3.1无机絮凝剂

1.3.2改性无机絮凝剂

1.3.3有机絮凝剂

1.3.4微生物絮凝剂

1.4铁系絮凝剂的概况

1.4.1聚合硫酸铁的发展简史

1.4.2聚合硫酸铁的制备方法

1.4.3新型改性聚合硫酸铁絮凝剂

1.5研究内容及研究意义

1.5.1研究内容

1.5.2课题的研究意义

第2章聚合硫酸铁的制备

2.1聚合硫酸铁的制备

2.1.1实验药品及仪器

2.1.2实验原理

2.1.3制备步骤及流程

2.2絮凝剂性能的检验

2.2.1 PFS主要性能指标的测定

2.2.2絮凝效果的检验

2.3结果与讨论

2.3.1还原焙烧实验

2.3.2酸浸实验

2.3.3聚合硫酸铁的制备

2.3.4自制PFS的性能指标分析

2.4本章小结

第3章聚磷硫酸铁的制备及性能研究

3.1聚磷硫酸铁的制备

3.1.1实验药品及仪器

3.1.2实验原理

3.1.3实验方法及流程

3.2絮凝剂性能的检验

3.2.1主要性能指标的测定

3.2.2絮凝效果的检验

3.3结果与讨论

3.3.1 PPFS的制备

3.3.2 PPFS絮凝实验

3.4本章小结

第4章聚硅硫酸铁的制备及性能研究

4.1聚硅酸金属盐絮凝剂

4.1.1聚硅酸金属盐絮凝剂的研究进展

4.1.2聚硅酸金属盐絮凝剂絮凝机理的研究

4.1.3不同的金属盐对聚硅酸类絮凝剂的影响

4.2聚硅硫酸铁的制备

4.2.1实验药品及仪器

4.2.2制备方法及流程图

4.3测试方法

4.3.1絮凝剂性能的检测

4.3.2其它测试方法

4.4结果与讨论

4.4.1 PFSS的制备

4.4.2 PFSS稳定性实验

4.4.3 PFSS絮凝实验

4.4.4小结

4.5本章小结

第5章光谱分析

5.1紫外吸收光谱分析

5.2红外光谱分析

第6章结论

参考文献

发表论文

致谢