專利名稱：回收鍍金屬廢水,制造水處理劑的方法
技術領域：
本發明涉及在電鍍和熱鍍領域內，回收利用鍍金屬廢水，制造污水處理劑和用水凈化劑的方法。
傳統的鍍金屬廢水的處理方法，一般采用加堿中和法，該法只能中和廢水中的殘酸，而無法除去嚴重危害生態環境的大量的其他污染物。若采用較為有效的化學法或物理化學法處理，其處理流程復雜，建立處理裝置的一次性投資大，運作費又高，況且實際上還不一定能取得理想的治理效果。因此，鍍金屬廢水被稱為特種廢水，對它的治理技術一直沒有得到根本性的解決。
本發明的目的在于，提出有效地利用鍍金屬廢水中的有益成分、消除-轉化有害成分、同時制作水處理劑的方法。
本發明是這樣實現的在含有可溶性鐵鹽或鋁鹽及殘酸等的鍍金屬廢水中，加入能夠消除、轉化廢水中有害成分的物質，然后進行物化處理。鍍金屬廢水是指在工業電鍍或熱鍍中產生的含有金屬離子及化合物的偏酸性廢水。鍍金屬的鍍件必須是金屬材料，如鋼、鐵、鋁等。施鍍前用酸溶液清洗這些鍍件時，必然會產生鐵鹽(如硫酸亞鐵)或鋁鹽(如硫酸鋁)，同時尚會殘留少量的酸。如果鍍件是合金鋼，廢液中又會有合金的成分；有些鍍后不合格的產品，往往要返回酸洗，把鍍層洗干凈后再重鍍，廢水中又會帶進鍍料金屬；鍍料的熔化，有時需用某些金屬促熔劑，廢水中又會帶入促熔金屬；若從酸洗到施鍍過程還有其他輔助工藝，也都會把有關的物質帶到廢水中去。顯然，鍍金屬廢水是類成分復雜的廢水。“加入能夠消除、轉化廢水中有害成分的物質”。有害成分，就是上述的鍍金屬全過程進入廢水中的各種金屬(銅、鋅、鉛、錳、鎘、鉻、鎳、汞等)或其化合物及酸，它們都會造成生態環境的破壞，損害動植物的生長。消除、轉化有害成分的物質，是指對廢水中的有害金屬離子或化合物能有吸附、離子交換、化學催化與轉化等作用的礦物質。例如，沸石、膨潤土、硅藻土、海綠石、浮石等。而對于鐵、鋁離子而言，據礦物晶體吸附選擇性和離子交換習性，它們屬于較難吸附與交換者之列，同時鐵、鋁離子又容易形成大半徑的水合離子。因此有用成分鐵、鋁及其化合物能較穩定地存在于廢水中，在制成產品時成為起絮凝作用的成分。“融合物化作用”，是說被焙燒后尚具較高溫度的粉狀礦物質與酸性鍍金屬鍍水相混和，彼此互相接觸滲透，發生一系列的物理、化學反應。包括礦物質晶體空腔擴大、晶粒的活性加強、可交換離子的活動遷移重組、物質的溶解度與電離度增加、晶格的靜電引力增強、空腔內各種游離氧化物發生強烈的化學反應、某些物質的相態轉化等。在融合物化作用中，酸起著重要作用，許多金屬都有可能充分地形成鹽類。通過這些物化作用，有害成分被消除或轉化，有益成分則基本保留下來。其中鋅的化合物硫酸鋅是由“害”轉化為“益”的典型成分之一，因為硫酸鋅具有漂白、澄清、消毒等性能，而且在有限量的范圍內，尚可作肥料和飼料添加劑。除上述之外，鍍金屬廢水經技術處理除去其中的有害成分后，尚可直接用作治理其他工業廢水。
在應用鍍金屬廢水之前對廢水進行預處理通過過濾清除粗粒不溶固體物質，再經沉淀清除細微粒懸浮物，在澄清的廢液中，加入工業硫酸或鹽酸，使其成為酸濃度達到25～35％的酸性鍍金屬廢水。所采用的消除、轉化廢液中有害成分的物質是沸石巖、膨潤土和粉煤灰，三者混合的重量百分比為沸石20～40％、膨潤土40～60％、粉煤灰0～30％。應用含沸石量50％以上的天然沸石巖、含蒙脫石70％以上的膨潤土、粉煤灰含Al2O3＞25％、Fe2O3＞5％；三種礦物原料混合粉磨，磨細粒度為小于300目；將粉磨后的礦粉，在300℃～600℃的溫度下焙燒，焙燒時間為40～80分鐘；將焙燒后的粉料與等重量的酸性鍍金屬廢水相融合而發生物化作用，其溫度條件為100℃～150℃，時間40～80分鐘。對鍍金屬廢水進行過濾-沉淀，是為了除掉廢水中無用雜質，獲得渾濁度盡可能低的清液，該清液的酸濃度一般＜6％，屬弱酸性溶液。把清液的酸濃度提高到25～35％而成為酸性廢液，其目的有兩個，一是使廢水中金屬離子充分的與酸反應生成鹽類，二是為廢液與礦物質相融合時提供足夠的酸度，制造出偏酸性的漿態水處理劑。又由于用本藥劑處理的污水對象之酸堿度(PH值)有高有低，不同的對象所用藥劑酸堿度不同，因此酸性廢液的酸濃度便有個區間。制造水處理劑的固體原料沸石巖、膨潤土和粉煤灰，以不同的比例配制不同型號的藥劑。針對所處理的污水類型和性質，確定三者的不同比例或藥劑的不同型號。例如，對于難治理的污水，須加大沸石巖的比例(如40％)；色度高的廢水，則加大膨潤土的比例(如60％)；而一般廢水，可加入≤30％的粉煤灰。對于沸石巖、膨潤土和粉煤灰，有嚴格的品級要求，這是重要的基礎條件，如果各種礦物質的品位達不到權利要求書上所說的要求，勢必影響產品質量和應用效果；混合礦物原料的細度，與處理污水效果密切相關，以小于300目為最佳粒度；礦粉的焙燒是使其充分活化，提高礦物質的性能效應，焙燒溫度通常不低于300℃，不高于600℃，但以400℃～450℃為最佳溫度，而最適合的焙燒時間是60分鐘；焙燒后還保持著較高溫度的礦粉與提高了酸度的鍍金屬廢水相融合，會發生如上所述的復雜的物理、化學作用，這些作用所需要的溫度不低于100℃、不高于150℃，溫度太低反應不完全，溫度過高則會發生強烈的沸騰蒸發，損害設施，甚至釀成事故，融合反應時間，控制在60分鐘左右為最好。綜上所述，本發明所制造的水處理劑，有個獨特的生產工藝流程三種礦物原料按比例均勻混合→破碎到小于300目→300℃～600℃的溫度條件下，焙燒60分鐘→100℃～150℃的溫度條件下，焙燒后的礦物質與酸性鍍金屬廢水攪拌融合物化反應60分鐘→冷卻→產品。
本發明的重要意義在于，在鍍金屬廢水中加入能消除、轉化廢水中的有害成分的物質而進行物化處理，既消滅了鍍金屬廢水，又利用其中的有益成分制造出功能全面、用途廣泛的水處理劑。以污治污，變害為利，具有顯著的經濟、社會和環境效益。
實施例一、回收以鋼鐵為鍍件的鍍金屬廢水，制造治理重污染的印染廢水的“460型”水處理劑。
水處理劑的制作過程如下1、廢水預處理應用以鋼材為鍍件的鍍鋅廢水之前，過濾清除粗粒不溶固體物質，主要是硅質物及巖石碎屑；再經沉淀清除細微粒懸浮物，主要指粒度極小的無機物質，亦有少量有機物質；在廢液澄清后加入工業硫酸，令廢液的酸濃度達到35％，這種可用廢液留作備用。
2、固體物質的處理首先目測選出含沸石50％以上的沸石巖、含蒙脫石70％以上的膨潤土，其中前者占40％，后者占60％。兩者均勻混合后，用粉磨機磨成小于300目的礦粉然后送入轉爐，在450℃左右的溫度下進行焙燒，焙燒時間約1小時。礦粉得到了高溫活化處理。
3、融合物化處理高溫焙燒后熾熱的礦物質，迅速進入長形的處理槽內，同時開放廢水供應器，把經預處理的廢水注入槽內，固體與液體的重量比約為1∶1，兩者都連續不斷的按比例在槽內相混合。礦物質進槽溫度約200℃～250℃，它與常溫的廢水匯合后，槽內溫度大致保持在100℃～150℃之間。在槽內裝有3個旋式攪拌機，固、液混合時便開始攪拌，邊攪拌邊流動，最后進入冷卻池。這個匯合—攪拌—流動過程，就是融合物化作用過程，既有物理作用，又有化學作用。冷卻后的漿體就是產品。
實施例二、回收以鋼鐵為鍍件的鍍金屬廢水，制造治理城市綜合污水的“343型”水處理劑。
沸石含量占30％、膨潤土40％、粉煤灰30％，共同構成提供物化處理的固體原料。其余的與實施例一相同。
實施例三、回收以鋼鐵為鍍件的鍍金屬廢水，制造治理高色度廢水的“262型”水處理劑。
沸石巖含量占20％、膨潤土60％、粉煤灰20％，共同構成提供物化處理的固體原料。其余的與實施例一相同。
實施例四、回收以鋁材為鍍件的鍍金屬廢水，制造水處理劑。
所用的鍍金屬廢水是以鋁材為鍍件的廢水。其余的與實施例一相同。
權利要求
1.回收鍍金屬廢水，制造水處理劑的方法，其特征在于在含有可溶性鐵鹽或鋁鹽及殘酸的鍍金屬廢水中，加入能夠消除、轉化廢水中有害成分的物質，然后進行物化處理。
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于在應用鍍金屬廢水之前對廢水進行預處理通過過濾清除粗粒不溶固體物質，再經沉淀清除細微粒懸浮物，在澄清的廢液中，加入工業硫酸或鹽酸，使其成為酸濃度達到25～35％的酸性鍍金屬廢水。
3.根據權利要求1或2所述的方法，其特征在于所采用的消除、轉化廢液中有害成分的物質是沸石巖、膨潤土和粉煤灰，三者混合的重量百分比為沸石巖20～40％、膨潤土40～60％、粉煤灰0～30％。
4.根據權利要求3所述的方法，其特征在于應用含沸石量50％以上的天然沸石巖，含蒙脫石70％以上的膨潤土，粉煤灰含Al2O3＞25％、Fe2O3＞5％；三種礦物原料混合粉磨，磨細粒度為小于300目；將粉磨后的礦粉，在300℃～600℃的溫度下焙燒，焙燒時間為40～80分鐘；將焙燒后的粉料與等重量的酸性鍍金屬廢水相融合而發生物化作用，其溫度條件為100℃～150℃、時間40～80分鐘。
5.根據權利要求4所述的方法，其特征在于沸石巖所占的百分含量為40％、膨潤土含量60％、粉煤灰含量0％。
6.根據權利要求4所述的方法，其特征在于沸石巖所占的百分含量為30％、膨潤土含量40％、粉煤灰含量30％。
7.根據權利要求4所述的方法，其特征在于沸石巖所占的百分含量為20％、膨潤土含量60％、粉煤灰含量20％。
全文摘要
本發明涉及電鍍、熱鍍領域內回收利用鍍金屬廢水,制造水處理劑的方法。本發明的主要特征在于:在含有可溶性鐵鹽或鋁鹽及殘酸的鍍金屬廢水中,加入能夠消除、轉化廢水中有害成分的物質,然后進行物化處理。在此過程中,有效地利用廢水中有益成分,制造各種水處理劑。由于該方法徹底回收了鍍金屬廢水,既達到了根治鍍金屬廢水的目的,同時又變害為利,生產了水處理劑。用本發明方法,可以生產用途廣泛的污水處理劑和用水凈化劑。
文檔編號C25D21/00GK1259592SQ9911600
公開日2000年7月12日 申請日期1999年1月7日 優先權日1999年1月7日
發明者古菊云, 尚光榮, 陳希明, 伍東森 申請人:古菊云