本发明涉及资源环境,具体涉及一种压滤土用降水剂。
背景技术:
1、砂石骨料是混凝土和水泥制品组成材料中用量最多的原材料,是开采和消耗自然资源最大的产品,其需求刚性不可或缺。随着近年来我国基建规模的不断扩大,市场对砂石需求持续增长,由于天然砂石的开采受到限制,机制砂行业规模快速增长。长江下游省份多采用湿法工艺制机制砂,在其过程中需采用水洗的方式洗去附着在原料上的泥粉,因此,水洗砂机制砂产生的污水污泥处理变成了难题。其一般处理过程为:污水进入中和池通过搅拌器不断搅拌达到均质效果,然后经过提升泵提升到污泥速沉罐中,在速沉罐里掺加絮凝剂迅速使水和泥沙分离,之后水溢流到清水储存回用池用于循环利用,沉积后的污泥送到压滤机内进行固液终端分离,压滤土外运。
2、压滤土制砖工艺就是将压滤后的泥饼破碎后与其他材料在固体状态下搅拌混合、压制成型、蒸压养护,综合利用其中的各种成分制成尾矿砖产品,达到“减量化、固定化、无害化、资源化”的要求。按照目前的制砖工艺,压滤土掺入比例最高达70%。
3、利用压滤土制砖对含水量有一定的要求,压滤土、筛下料、水泥等混合料的含水量不大于10%,而受技术及处理效率的影响,目前经絮凝剂处理后的压滤土的含水率一般为20%以上,这限制了压滤土的用量,且压滤土含水率偏高会导致其体量大,难以运转和储存,塑性过强,搅拌过程易结团,且容易大量附着设备,难以使其他材料和压滤土完全混合均匀。此外,水分含量高会导致砖块水胶比低、强度低,蒸压养护时容易破损缺角,砖块质量下降,大烧失量会导致砖块内部出现较大空隙,较易形成废砖,增大产品的破损率。
4、并且,水洗砂机制砂产生的污水污泥处理过程中由于添加了大量絮凝剂,当机制砂被回收循环利用的洗砂水洗涤后,机制砂的表面会吸附残留一些洗砂水中的絮凝剂,用于混凝土制备时会造成混凝土流动性差、坍落度损失快、凝结时间快,硬化后耐久性差等问题,对混凝土的质量造成巨大危害。
技术实现思路
1、为解决背景技术中存在的问题,本发明提供了一种压滤土用降水剂,该降水剂用量少,絮凝彻底,过滤迅速,沉淀疏松,可极大程度降低压滤土的含水量,且在砂石废水中适应性强,沉降速度快,处理后的压滤土所制砖块生产效率高、力学性能好,且用该降水剂处理后的洗砂水中絮凝剂含量极低,还含有少量的减水剂,循环利用洗涤的机制砂石可直接用于混凝土搅拌站,降低外加剂的剂量、节省成本,不会对混凝土质量有不利影响。
2、本发明解决上述技术问题的技术方案如下:
3、一种压滤土用降水剂,包括组分ⅰ和组分ⅱ,所述组分ⅰ的总重量份以100份计,包括如下重量份的原料:减水剂20~30份、絮凝剂0.005~0.01份、有机硅憎水剂5~8份、引气剂5~8份、乳化剂3~5份、悬浮分散剂1~2份,余量为水,组分ⅱ为生石灰。
4、按上述方案,所述絮凝剂为阴离子聚丙烯酰胺,优选的,阴离子聚丙烯酰胺的分子量为800~1200万,离子度为10%~20%。
5、按上述方案,所述有机硅憎水剂为正十八烷基三乙氧基硅烷、正十六烷基三甲氧基硅烷、十二烷基甲基二甲氧基硅烷中的一种或多种。
6、按上述方案,所述引气剂为十二烷基苯磺酸钠、十二烷基磺酸钠、十二烷基硫酸钠中的一种或多种。
7、按上述方案,所述乳化剂为脂肪醇醚磷酸酯、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠中的一种或多种。
8、按上述方案,所述悬浮分散剂为水性聚酰胺蜡、烷基酚醚磺基琥珀酸酯钠中的一种或多种。
9、按上述方案,所述组分ⅰ的制备方法为:将组分ⅰ中的原料相溶,在常温下搅拌1~3小时。
10、按上述方案,所述减水剂包括如下质量份的原料:一元不饱和羧酸5~10份、二元不饱和羧酸或酸酐5~10份、阴离子功能单体1~2份、苯环类单体0.5~1.5份、交联单体0.01~0.02份、链转移剂0.4~0.8份、氧化剂0.4~0.8份、还原剂0.02~0.05份,其余为水,最后制备得到的减水剂的固含量为20%~25%。
11、按上述方案,所述减水剂的分子量为20万~50万,pdi为1.2~1.6。
12、按上述方案,所述一元不饱和羧酸为丙烯酸、甲基丙烯酸中的至少一种;
13、所述二元不饱和羧酸或酸酐为马来酸酐、富马酸、衣康酸中的至少一种;
14、所述阴离子功能单体为甲基丙烯磺酸钠、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙烯磺酸钠、烯丙基磺酸钠、甲基丙烯酸-2-羟乙基酯磷酸酯中的至少一种;
15、所述苯环类单体为3-苯基-2-丙烯酸、对苯乙烯磺酸钠、对羟基苯乙烯、4-乙烯基苯甲酸的至少一种;
16、所述交联单体为乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、甘油三羟丙基醚三丙烯酸酯、三(2-羟乙基)异氰脲酸三丙烯酸酯的至少一种;
17、所述氧化剂为双氧水、过硫酸铵、过硫酸钾、过硫酸钠、过氧化苯甲酰中的至少一种;
18、所述链转移剂为巯基乙酸、巯基乙醇、巯基丙酸、次磷酸钠中的至少一种;
19、所述还原剂为抗坏血酸、硫酸亚铁、甲醛次硫酸氢钠中的至少一种。
20、优选的,所述双氧水为工业级双氧水,浓度为27.5%。
21、按上述方案,所述减水剂的制备方法为:
22、s1.将二元不饱和羧酸或酸酐、阴离子功能单体和苯环类单体加水配制为浓度为30%的底料,升温至45~70℃搅拌溶解,加入氧化剂,搅匀;
23、s2.将一元不饱和羧酸配制为浓度为40%~50%的溶液a,将链转移剂与还原剂配制成5%的混合溶液b,将交联单体配制成0.1%的溶液c,将a液、b液和c液在3~3.5h内逐滴滴加至底料内反应,反应结束后,保温1h,加入剩余水,得到所述减水剂。
24、上述压滤土用降水剂的使用方法为:将砂石骨料水洗泥浆通入污水中和池中,通过搅拌器搅拌达到均质的效果,然后经过提升泵提升到污泥速沉罐中,先通过振动式加药设备投加压滤土用降水剂的组分ⅰ,开启搅拌机搅拌1~2min,静置30~60min,上层水溢流到清水储存回用池用于循环利用,下层泥浆中加入压滤土用降水剂的组分ⅱ后每间隔一定时间搅拌一次,然后通过螺旋泵送到板框压滤机中通过高压隔膜压滤进行固液终端分离。
25、优选的,加入组分ⅱ后每隔20min搅拌1min,反应2h后通过螺旋泵送到板框压滤机。
26、按照上述方案,其中组分ⅰ和组分ⅱ的添加量分别为1%~2%。
27、本发明的有益效果是:
28、本发明的压滤土用降水剂添加至骨料水洗泥浆后絮凝彻底、沉淀疏松,沉积后的污泥在普通板框压滤机内进行固液分离时过滤速度快,可使压滤土含水量降低到15%以下,减容减量,方便运输和后续处置利用;
29、常规絮凝剂分子量高且添加量大,其处理后的再生水循环利用时会使机制砂石表面残留一定量的絮凝剂,机制砂石用于混凝土时混凝土粘聚性增大、分散性能差、流动度低,凝结时间加快,混凝土难以施工,力学性能也有一定的降低。使用本压滤土用降水剂处理后的再生水絮凝剂含量少,还含有一定量的直链状聚羧酸减水剂,再生水水洗后的机制砂可以直接用于混凝土搅拌站,降低外加剂的掺量、节省成本;
30、本发明的压滤土用降水剂不同于常规污泥脱水处理剂,制备方法简单,用量少,使用方法简单,不改变用户现场日常运行工艺,在砂石废水中适应力强,可提高机制砂水洗砂脱水减容降耗,实现减量化、无害化、资源化处理利用,可以节约原料资源和人力资源,节省成本;
31、使用本压滤土用降水剂处理后的压滤土水含量低,塑性相对较低,在制备尾矿砖时搅拌效率高,各物料均匀,不容易附着设备,生产效率高;所制尾矿砖水料比低,均匀密实,不含土团,力学性能好。且由于其较低的水含量,在制砖时可掺入更多的压滤土,进一步利用废弃资源、节省成本。
1.一种压滤土用降水剂,其特征在于,
2.根据权利要求1所述的压滤土用降水剂,其特征在于,所述絮凝剂为阴离子聚丙烯酰胺,其分子量为800万~1200万,离子度为10%~20%。
3.根据权利要求1所述的压滤土用降水剂,其特征在于,所述有机硅憎水剂为正十八烷基三乙氧基硅烷、正十六烷基三甲氧基硅烷、十二烷基甲基二甲氧基硅烷中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的压滤土用降水剂,其特征在于,所述引气剂为十二烷基苯磺酸钠、十二烷基磺酸钠、十二烷基硫酸钠中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的压滤土用降水剂,其特征在于,所述乳化剂为脂肪醇醚磷酸酯、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠中的一种或多种;所述悬浮分散剂为水性聚酰胺蜡、烷基酚醚磺基琥珀酸酯钠中的一种或多种。
6.根据权利要求1所述的压滤土用降水剂,其特征在于,所述减水剂包括如下质量份的原料:一元不饱和羧酸5~10份、二元不饱和羧酸或酸酐5~10份、阴离子功能单体1~2份、苯环类单体0.5~1.5份、交联单体0.01~0.02份、链转移剂0.4~0.8份、氧化剂0.4~0.8份、还原剂0.02~0.05份,其余为水,其固含量为20%~25%。
7.根据权利要求6所述的压滤土用降水剂,其特征在于,所述减水剂的分子量为20万~50万,pdi为1.2~1.6。
8.根据权利要求6所述的压滤土用降水剂,其特征在于,
9.根据权利要求6所述的压滤土用降水剂,其特征在于,所述减水剂的制备方法为:
10.根据权利要求1-6任一项所述的压滤土用降水剂,其特征在于,所述压滤土用降水剂的使用方法为:将砂石骨料水洗泥浆通入污水中和池中,通过搅拌器搅拌达到均质的效果,然后经过提升泵提升到污泥速沉罐中,先通过振动式加药设备投加压滤土用降水剂的组分ⅰ,开启搅拌机搅拌1~2min,静置30~60min,上层水溢流到清水储存回用池,全部用于循环利用,下层泥浆中加入压滤土用降水剂的组分ⅱ后每间隔一定时间搅拌一次,然后通过螺旋泵送到板框压滤机中通过高压隔膜压滤进行固液终端分离。