CN103318995B - 一种提高工业废碱渣浆液絮凝效果的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种提高工业废碱渣浆液絮凝效果的方法，它包括如下步骤：称取300g碱渣置于容器中，加入200mL卤水，将其搅拌成碱渣浆液，同时加入3.0g的水玻璃，搅拌均匀备用；然后，用200mL卤水溶解0.03～4g高分子絮凝剂，所述的高分子絮凝剂为聚丙烯酰胺通过阴离子改性而得，具体制备方法是：将聚丙烯酰胺水溶液在80℃时，碱存在的条件下水解3h，所得产物用无水乙醇洗涤数次，将其沉淀后，干燥备用；将高分子絮凝剂溶液倒入所述容器中，待体系静置1min后备用。采用该方法，可以提高工业废碱渣浆液絮凝效果，为解决工业废碱渣浆液不易沉降提供了一条可行的方法。

Description

一种提高工业废碱渣浆液絮凝效果的方法

技术领域

本发明涉及一种提高工业废碱渣浆液絮凝效果的方法，属于采矿溶腔回填领域。

技术背景

碱渣主要是指氨碱厂排放的废液废渣，主要成分是大量的钙盐，镁盐，钠盐，氧化铁及酸不溶物。目前，世界各国氨碱厂对废液废渣的处理，大多采用分别排放液体和固渣的方法，对固渣采用筑坝拦渣，填海造地，建沉淀池等方法；废液则经澄清，分离，处理后排入江河湖海等水域，如意大利的罗西略诺厂建在海边，采用混合排海的方法；前苏联及东欧采用建大型澄清池，堆渣厂的方法；日本用围坝堵渣，进行填海造地；我国的几大碱厂，主要也是采用填海方法。因此，国内外对工业废碱渣的处理，除以合理排放、堆存外，尚无好的解决方法。由于工业碱渣对水的吸附和保留能力很强，单靠自然风干需要四、五年甚至更长的时间，并且大型盐矿溶腔中充满着大量的卤水，将碱渣浆液回填到腔内，会因其颗粒粒径小、质轻，布朗运动作用大于重力沉降而悬浮在卤水中难以沉降，填腔后抗压强度也很低，影响了土地的使用和创造经济价值。因此提高工业废碱渣浆液絮凝效果是尚待解决的问题。

发明内容

本发明的目的是为提供一种提高工业废碱渣浆液絮凝效果的方法，该方法提高工业废碱渣浆液的絮凝效果，从而解决工业废碱渣浆液沉降慢的问题。

为了实现上述目的，本发明采用的技术路线是：一种提高工业废碱渣浆液絮凝效果的方法，包括有以下步骤：

1）称取300g碱渣置于容器中，加入200mL卤水，将其搅拌成碱渣浆液，同时加入3.0g的水玻璃，搅拌均匀备用；

2）然后，用200mL卤水溶解0.03～4g高分子絮凝剂，所述的高分子絮凝剂为聚丙烯酰胺通过阴离子改性而得，具体制备方法是：将聚丙烯酰胺水溶液在80℃时，碱存在的条件下水解3h，所得产物用无水乙醇洗涤数次，将其沉淀后，干燥备用；将高分子絮凝剂溶液倒入步骤1）所述容器中，待体系静置1min后备用。

按上述方案，所述的聚丙烯酰胺水溶液浓度1wt%，所述的聚丙烯酰胺相对分子量为300～1200万。

按上述方案，步骤2）所述的碱为NaOH。

按上述方案，所述的碱渣成分为碳酸钙58.82%，二水硫酸钙39.01%，氯化钠1.59，二氧化硅0.58%。

按上述方案，所述的卤水以30g粗盐/100mL蒸馏水的浓度标准配制。

本发明提高工业废碱渣浆液絮凝效果的作用原理如下：聚丙烯酰胺阴离子改性机理：聚丙烯酰胺在一定温度及碱性条件下，其胺基会部分水解成羧基，从而形成阴离子型聚丙烯酰胺；工业废碱渣浆液沉降机理：阴离子改性聚丙烯酰胺的阴离子能与碱渣浆液钙离子起电中和作用，并吸附浆液中大量颗粒而架桥，形成较大的絮体，使得碱渣浆液中颗粒的重力作用远大于布朗运动作用，进而快速发生沉降。

本发明具有如下优点和有益效果：

1.能够提高废碱渣浆液的絮凝效果；

2.有利于环保，提高废碱渣的经济价值；

3.缩短使用碱渣的施工周期，从而节约施工成本。

附图说明

图1为本发明不同用量阴离子改性聚丙烯酰胺的絮凝效果图；

图2为本发明改性聚丙烯酰胺前后沉降实验曲线图；

图3为本发明碱渣浆液自然沉降图；

图4为本发明加入阴离子改性聚丙烯酰胺后碱渣浆液沉降图；

图5为本发明阴离子改性聚丙烯酰胺与聚丙烯酰胺的红外对比图。

具体实施方式

为更好的理解本发明，下面的实施例是对本发明的进一步说明，但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。

实施例1～5

提高工业废碱渣浆液的絮凝效果的方法，其步骤如下：

1）称取300g碱渣置于塑料瓶中，所述的碱渣成分为碳酸钙58.82%，二水硫酸钙39.01%，氯化钠1.59，二氧化硅0.58%，加入200mL卤水，所述的卤水以30g粗盐/100mL（粗盐为纯度99%的NaCl，质量百分比计）蒸馏水的浓度标准配制，将其搅拌成碱渣浆液，同时加入3.0g的水玻璃，搅拌均匀备用。然后，用200mL卤水溶解0.03～4g阴离子改性聚丙烯酰胺，所述的阴离子改性聚丙烯酰胺的制备方法是：将相对分子量为700万的聚丙烯酰胺水溶液（1wt%）在80℃时，NaOH存在的条件下水解3h，所得产物用无水乙醇洗涤数次，将其沉淀后，干燥备用；将阴离子改性聚丙烯酰胺溶液倒入塑料瓶中，待体系静置1min后，立即用胶头滴管取一定量的上层液进行定波长透光率测试。

波长透光率测试：将碱渣浆液絮凝实验中所取的各组试样的上层液分别加人一定量于玻璃比色皿(加入量为比色皿体积的2/3)中，并以同体积的卤水(浓度为30g粗盐/100g蒸馏水)作空白组进行对照，所设定的波长分别为500nm和600nm(可见光波长范围内)，然后进行空白组测试，每次测试前必须校准，测试至少重复3次，取平均值，然后依次放入实验组进行测试，步骤同上，也必须注意每次比色皿重复使用前都必须先用蒸馏水洗涤，而后用无水乙醇洗涤，干燥后使用。

配方见表1，其测试结果如图1所示。图1中曲线A为未改性聚丙烯酰胺的用量，B为改性聚丙烯酰胺的用量。

由图1可知，当改性聚丙烯酰胺的用量为3.00g时，透光率均超过90%，絮凝效果很好。通过对比实验可说明，改性后的聚丙烯酰胺对碱渣浆液的絮凝效果显著。

实施例6～7

分别称取300g碱渣置于2个塑料瓶中，各加入200mL卤水，将其搅拌成碱渣浆液，同时向2个塑料瓶中加入3.0g的水玻璃，搅拌均匀备用。用200mL卤水溶解1.5g聚丙烯酰胺，将聚丙烯酰胺溶液倒入其中一个塑料瓶中，然后，再用200mL卤水溶解1.5g阴离子改性聚丙烯酰胺，将阴离子改性聚丙烯酰胺溶液倒入另一个塑料瓶中，最后将这两个塑料瓶中的碱渣浆液分别迅速倒入两个1000mL的量筒中进行对比沉降试验。其余条件同实施例1。

对比沉降试验测试结果如图2所示。图2中曲线A为添加未改性聚丙烯酰胺的沉降实验曲线，B为添加改性聚丙烯酰胺的沉降实验曲线。

由图2可知，改性聚丙烯酰胺的加入起到了很好的快速絮凝效果，随着絮凝的发生，聚丙烯酰胺的浓度逐渐降低，其絮凝能力也随之下降，到最后，絮凝能力基本上为零。而从时间的变化和浆渣体积的减少量来看，加入改性聚丙烯酰胺后，其体积的收缩较大，间接可说明沉降后的浆渣更密实，强度较高。改性的聚丙烯酰胺与未改性的相比，尽管未改性的聚丙烯酰胺也具有一定的絮凝能力，但由于其侧链没引入磺酸基，其絮凝效果明显不如经过改性的，因此，由阴离子改性的聚丙烯酰胺能起到更好的絮凝作用。

实施例8～9

分别称取300g碱渣置于2个塑料瓶中，各加入200mL卤水，将其搅拌成碱渣浆液，同时向2个塑料瓶中加入3.0g的水玻璃，搅拌均匀备用。在其中一个塑料瓶中只加入200mL卤水，而在另一个塑料瓶中，加入用200mL卤水溶解1.5g阴离子改性聚丙烯酰胺溶液，最后将这两个塑料瓶中的碱渣浆液分别迅速倒入两个1000mL的量筒中进行对比沉降试验。

对比沉降试验测试结果如图3及图4所示。

由图3计算可得，沉积物平均沉降速率=(1000-635)mL/120min=3.0ml/min，由图4计算可得，平均沉降速率(聚丙烯酰胺)=(1000-315)mL/60min=11.4ml/min，故加入改性聚丙烯酰胺后，碱渣浆液沉降速度大大提高，经计算从3.0ml/min提高到11.4ml/min。由此看出，改性聚丙烯酰胺能使碱渣浆液较快速度的沉降，使其絮凝效果更佳。

本发明所列举的各原料，以及本发明各原料的上下限、区间取值，以及工艺参数的上下限、区间取值都能实现本发明，在此不一一列举实施例。

表1

Claims (4)

1.一种提高工业废碱渣浆液絮凝效果的方法，包括有以下步骤：

称取300g碱渣置于塑料瓶中，加入200mL卤水，将其搅拌成碱渣浆液，同时加入3.0g的水玻璃，搅拌均匀备用；

然后，用200mL卤水溶解0.03~4g高分子絮凝剂，所述的高分子絮凝剂为聚丙烯酰胺通过阴离子改性而得，具体制备方法是：将聚丙烯酰胺水溶液在80℃时，碱存在的条件下水解3h，所述的碱为NaOH，所得产物用无水乙醇洗涤数次，将其沉淀后，干燥备用；将高分子絮凝剂溶液倒入步骤1）所述容器中，待体系静置1min后备用。

2.根据权利要求1所述的提高工业废碱渣浆液絮凝效果的方法，其特征在于：所述的聚丙烯酰胺水溶液浓度1 wt%，所述的聚丙烯酰胺相对分子量为300~1200万。

3.根据权利要求1所述的提高工业废碱渣浆液絮凝效果的方法，其特征在于：所述的碱渣成分为碳酸钙58.82%，二水硫酸钙39.01%，氯化钠1.59%，二氧化硅0.58%。

4.根据权利要求1所述的提高工业废碱渣浆液絮凝效果的方法，其特征在于：所述的卤水以30g粗盐/100mL蒸馏水的浓度标准配制。