本发明涉及一种利用电石炉气粉尘制备印染废水脱色剂的方法，还涉及所述方法制备得到的印染废水脱色剂，属于电石炉气粉尘的综合利用领域。
背景技术：
“十二五”期间，中国电石行业在聚氯乙烯、1,4-丁二醇等下游行业的快速发展带动下，电石产能再次进入飞速增长期。截至2015年末，中国国内电石企业255余家，产能达到4500万t/年。其中，技术装备水平高、节能环保效果显著的密闭式电石炉产能达到3552万t/年。采用密闭电石炉生产1t电石副产炉气约400Nm3，炉气中含有质量浓度为130～200g/Nm3的粉尘，因此电石炉气粉尘的排放量巨大。由于粉尘密度较轻、黏度较大、粒度较细，具有较大的比表面积；粉尘中含有较多的焦炭粉尘，磨蚀性较强；粉尘中比电阻较大，治理难度比较大，目前尚未得到有效利用。电石炉气粉尘属于工业废弃物，直接排放对环境危害较大，必须对其加以回收并进行高值化利用。
大量被舍弃的电石炉气粉尘占用一定土地，并容易对周围环境造成一定污染。随着电石产能规模加大，这种污染将变得越来越严重。如何提高电石炉气粉尘的综合利用率及其附加值，成为当前亟待解决的关键科技问题。随着电石工业的蓬勃发展，电石炉气粉尘的处理成为各电石生产企业所面临的巨大难题，环保要求水平的不断提高和资源综合利用技术的发展，使得人们在研究电石产品合理利用的同时，迫切需要进行电石炉气粉尘处理技术的研究，对电石炉气粉尘进行高值化的开发利用，以实现资源的综合利用。
随着工业化进程的不断深入，全球性环境污染日益破坏着地球生物圈几亿年来所形成的生态平衡。据不完全统计，中国每年污水排放量为390亿吨，其中工业污水占51％，并以1％的速度逐年增长，而印染行业是工业废水排放大户，约占工业废水总排量的1/10，每天排放的废水量约为300～400万吨，已成为环境污染的重要来源。纺织印染废水的废液水量大，成分复杂，COD含量高且不易生物降解，是很难处理的工业废水之一，且在废水的净化处理中，色度很难去除。现代染料工业的发展和印染加工技术的进步，染料结构和稳定性大为提高，给脱色处理增加了难度，因此印染废水的脱色问题已成为废水处理中急需解决的一大难题。
目前对电石炉气粉尘的利用研究较少，尤其利用电石炉气粉尘制备印染废水净化剂技术尚未见报道。因此，开发一种利用电石炉气粉尘制备需求量较大的印染废水净化剂技术的发展前景广阔。
技术实现要素：
本发明所要解决的第一个技术问题是提供一种利用电石炉气粉尘制备印染废水脱色剂的方法，该方法操作简单，原料来源广泛，制备成本低；
本发明所要解决的另一个技术问题是提供一种所述方法制备得到的印染废水脱色剂以及其在印染废水脱色中的应用。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：
本发明首先公开了一种利用电石炉气粉尘制备印染废水脱色剂的方法，包括以下步骤：(1)将电石炉气粉尘与酸液混合，进行搅拌酸化，然后过滤，得到滤渣；(2)将滤渣进行洗涤，然后烘干，粉碎，得到粉碎产物；(3)将粉碎产物与三氯化铝混合均匀，加入水进行黏合，然后造粒，得到成型颗粒；(4)将成型颗粒烘干，粉碎，过筛，然后进行焙烧，即得。
其中，步骤(1)按照质量比计，电石炉气粉尘：酸液＝1：3-1：5。所述电石炉气粉尘来源于密闭电石炉的炉气除尘系统，属于工业废弃物；优选的，按照质量百分比计，所述电石炉气粉尘的化学成分及其含量为：CaO占比35-40％，C占比30-38％，SiO2占比13-17％，Fe2O3占比0.5-1.5％，Al2O3占比5-10％，其它成分占比3-5％；更优选的，按照质量百分比计，步骤(1)所述电石炉气粉尘的化学成分及其含量为：CaO占比38.2％，C占比33.6％，SiO2占比15.3％，Fe2O3占比0.86％，Al2O3占比7.3％，其它成分占比4.74％。本发明对电石炉气粉尘没有特殊限制，密闭电石炉的炉气除尘系统产生的电石炉气粉尘均适用于本发明。
本发明所述酸液为盐酸、硫酸、硝酸或磷酸中的任意一种或一种以上按照任意比例组成的混合物；优选的，按照质量百分比计，所述酸液的浓度为5-15％。
步骤(1)所述搅拌酸化的温度为50-80℃，优选为75℃；时间为0.5-2h，优选为1h。步骤(2)所述洗涤为洗涤至所述滤渣的pH值为5-7；其中，所述洗涤为用水洗涤；步骤(2)所述粉碎为粉碎至粒度＜75μm；步骤(2)或步骤(4)所述烘干的温度为105-110℃；按照质量百分比计，烘干至烘干后产物的水份含量＜1％。步骤(3)按照质量比计，粉碎产物：三氯化铝＝100：0.5-100：3；然后加入适量的水来黏合各组分。步骤(4)所述焙烧的温度为550-700℃，优选为650℃；时间为1-3h，优选为2h；所述过筛为过200μm筛网。
本发明将电石炉气粉尘与酸液混合进行酸化，可使粒间杂质胶结物分解，H+的作用使电石炉气粉尘吸附中心增多(电荷不平衡)，阳离子也变得不稳定而更易被置换。这在很大程度上增强了电石炉气粉尘的化学吸附性能。在适当温度下焙烧活化，可疏通粉尘中的通道，增大比表面积，改变表面特性，从而提高吸附能力和颗粒强度，并有利于吸附剂和母液的分离。
本发明进一步公开了所述方法制备得到的印染废水脱色剂。
所述印染废水脱色剂的孔容为0.2-0.5cm3/g，优选为0.3cm3/g。
本发明所述印染废水脱色剂能够应用于印染废水脱色，包括：将所述印染废水脱色剂加入印染废水中，搅拌，静置，然后过滤，即得；优选的，所述印染废水脱色剂的用量为：每500mL印染废水中加入6g印染废水脱色剂；所述搅拌的温度为50-70℃，优选为60℃，时间为20-60min，优选为30min；所述静置的时间为1-2h，优选为1.5h。本发明所述印染废水脱色剂的用量以及在用于印染废水脱色中的搅拌温度、时间，静置时间等，均可以根据实际需要进行相应的调整。
本发明印染废水脱色剂用于印染废水脱色的原理为：色素扩散-吸附，对印染废水的脱色效率高，可达90％以上。
本发明技术方案与现有技术相比，具有以下有益效果：
本发明利用电石炉气粉尘制备印染废水脱色剂的方法，电石炉气粉尘的处理工艺简单，易于控制；原料来源广泛，属于废物的深层加工利用，有利于降低制备成本。本发明所制备的印染废水脱色剂对印染废水的脱色效率高，可达90％以上，脱色剂与母液的分离效果较好。本发明方法实现充分合理的利用电石炉气粉尘，既变废为宝，又可保护环境，符合中国能源资源利用政策，具有重要的经济、环境和社会效益。
具体实施方式
下面结合具体实施例来进一步描述本发明，本发明的优点和特点将会随着描述而更为清楚。但是应理解所述实施例仅是范例性的，不对本发明的范围构成任何限制。本领域技术人员应该理解的是，在不偏离本发明的精神和范围下可以对本发明技术方案的细节和形式进行修改或替换，但这些修改或替换均落入本发明的保护范围。
实施例1
将电石炉气粉尘(按照质量百分比计，所述电石炉气粉尘的化学成分及其含量为：CaO占比38.2％，C占比33.6％，SiO2占比15.3％，Fe2O3占比0.86％，Al2O3占比7.3％，其它成分占比4.74％)与重量浓度为10％的硫酸溶液按质量比1∶3加入搅拌、混合处理装置中，在75℃的温度下进行搅拌酸化1h，酸化结束后进行过滤，并用水洗涤滤渣至pH值至7，然后在105℃下进行烘干，再粉碎至小于75μm。然后在混合装置中将酸化并烘干后的电石炉气粉尘与AlCl3按100：1的比例(质量比)向电石炉气粉尘中加入AlCl3进行搅拌均匀，然后加入适量的水来黏合各组分，最后用压片机压片造粒成型。所造颗粒在105℃下烘干并粉碎过200μm筛网后，在650℃温度下焙烧活化处理2h，即制成印染废水脱色剂成品。所述印染废水脱色剂的孔容为0.3cm3/g。
称取6g该脱色剂加入500mL的印染废水中，在温度60℃下搅拌精制30min，静置沉淀1.5h后过滤，即可实现印染废水的脱色。
经测定，使用该印染废水脱色剂可使印染废水的脱色率达96％。
实施例2
将电石炉气粉尘(按照质量百分比计，所述电石炉气粉尘的化学成分及其含量为：CaO占比38.2％，C占比33.6％，SiO2占比15.3％，Fe2O3占比0.86％，Al2O3占比7.3％，其它成分占比4.74％)与重量浓度为5％的盐酸溶液按质量比1∶5加入搅拌、混合处理装置中，在50℃的温度下进行搅拌酸化0.5h，酸化结束后进行过滤，并用水洗涤滤渣至pH值至5，然后在105℃下进行烘干(使洗涤后电石炉气粉尘水份含量小于1％(重量))，再粉碎至小于75μm。然后在混合装置中将酸化并烘干后电石炉气粉尘与AlCl3按100：0.5的比例(质量比)向电石炉气粉尘中加入AlCl3进行搅拌均匀，然后加入适量的水来黏合各组分，最后用压片机压片造粒成型。所造颗粒在105℃下烘干并粉碎过200μm筛网后，在550℃温度下焙烧活化处理1h，即制成印染废水脱色剂成品。所述印染废水脱色剂的孔容为0.5cm3/g。
称取6g该脱色剂加入500mL的印染废水中，在温度60℃下搅拌精制30min，静置沉淀1.5h后过滤，即可实现印染废水的脱色。
经测定，使用该印染废水脱色剂可使印染废水的脱色率达94％。
实施例3
将电石炉气粉尘(按照质量百分比计，所述电石炉气粉尘的化学成分及其含量为：CaO占比38.2％，C占比33.6％，SiO2占比15.3％，Fe2O3占比0.86％，Al2O3占比7.3％，其它成分占比4.74％)与重量浓度为15％的硝酸溶液按质量比1∶4加入搅拌、混合处理装置中，在80℃的温度下进行搅拌酸化2h，酸化结束后进行过滤，并用水洗涤滤渣至pH值至6，然后在110℃下进行烘干(使洗涤后电石炉气粉尘水份含量小于1％(重量))，再粉碎至小于75μm。然后在混合装置中将酸化并烘干后电石炉气粉尘与AlCl3按100：3的比例(质量比)向电石炉气粉尘中加入AlCl3进行搅拌均匀，然后加入适量的水来黏合各组分，最后用压片机压片造粒成型。所造颗粒在110℃下烘干并粉碎过200μm筛网后，在700℃温度下焙烧活化处理3h，即制成印染废水脱色剂成品。所述印染废水脱色剂的孔容为0.4cm3/g。
称取6g该脱色剂加入500mL的印染废水中，在温度60℃下搅拌精制30min，静置沉淀1.5h后过滤，即可实现印染废水的脱色。
经测定，使用该印染废水脱色剂可使印染废水的脱色率达95％。
实施例4
将电石炉气粉尘(按照质量百分比计，所述电石炉气粉尘的化学成分及其含量为：CaO占比38.2％，C占比33.6％，SiO2占比15.3％，Fe2O3占比0.86％，Al2O3占比7.3％，其它成分占比4.74％)与重量浓度为10％的磷酸溶液按质量比1∶3加入搅拌、混合处理装置中，在70℃的温度下进行搅拌酸化1h，酸化结束后进行过滤，并用水洗涤滤渣至pH值至7，然后在108℃下进行烘干(烘干至烘干后产物的水份含量＜1％(重量))，再粉碎至小于75μm。然后在混合装置中将酸化并烘干后电石炉气粉尘与AlCl3按100：2的比例(质量比)向电石炉气粉尘中加入AlCl3进行搅拌均匀，然后加入适量的水来黏合各组分，最后用压片机压片造粒成型。所造颗粒在108℃下烘干(烘干至烘干后产物的水份含量＜1％(重量))并粉碎过200μm筛网后，在650℃温度下焙烧活化处理2h，即制成印染废水脱色剂成品。所述印染废水脱色剂的孔容为0.2cm3/g。
称取6g该脱色剂加入500mL的印染废水中，在温度60℃下搅拌精制30min，静置沉淀1.5h后过滤，即可实现印染废水的脱色。
经测定，使用该印染废水脱色剂可使印染废水的脱色率达93％。