煤矸石制备水处理絮凝剂及其性能评价
以煤矸石为原料制备液体聚合氯化铝(LPAC)混凝剂研究的开题报告
以煤矸石为原料制备液体聚合氯化铝(LPAC)混凝剂研究的开题报告1.选题背景液体聚合氯化铝(LPAC)是目前水处理领域中应用最广泛的混凝剂之一。
其作用是使悬浮在水中的固体颗粒自聚形成较大的絮凝物，从而达到过滤除杂效果。
现在市场上的LPAC大多数是通过化学合成得到的，其主要原料是铝矾土、氢氧化铝等，成本相对较高。
因此，寻找一种成本低廉、可持续利用的原料来制备LPAC成为一种新的选择。
煤矸石是煤矿开采和加工产生的废弃物，主要组成为煤层、泥炭及富含矿物质的岩层和土石堆积，是一种资源丰富且容易获取的原料。
近年来，煤矸石被广泛用于深加工、建材等领域，但其应用在水处理领域仍较少研究。
因此，本次研究旨在利用煤矸石制备LPAC混凝剂，降低其制备成本，提高对产业废弃物的资源化利用。
2.研究内容和方法本次研究的主要内容是以煤矸石为原料，通过化学合成的方法制备LPAC混凝剂，研究其物化性质以及混凝效果，并将其与现有的混凝剂进行比较分析，探究其在水处理领域中的应用前景。
具体的研究方法如下：（1）选取煤矸石为原料，采用化学合成的方法进行制备；（2）通过SEM等表征方法，研究LPAC混凝剂的粒径分布、形态等物理性质；（3）采用浊度法、COD等理化指标对LPAC混凝剂的混凝作用进行评价，并比较不同混凝剂的混凝效果；（4）探究LPAC混凝剂在不同条件下的最佳用量，研究其最佳pH值、温度等因素对其混凝效果的影响；（5）对LPAC混凝剂的安全性和环境友好性进行评估。
3.研究意义和预期成果本研究旨在寻找一种低成本、可持续利用的原料制备LPAC混凝剂，提高对产业废弃物的资源化利用率，降低制备LPAC混凝剂的成本，并探究其在水处理领域中的应用前景。
其预期成果如下：（1）成功用煤矸石为原料制备出LPAC混凝剂；（2）对LPAC混凝剂的物化性质和混凝效果进行评价；（3）比较LPAC混凝剂和现有混凝剂在混凝效果和成本方面的优势；（4）研究LPAC混凝剂在不同条件下的最佳用量，探究其在不同pH值、温度等因素下的混凝效果；（5）进行LPAC混凝剂的安全性和环境友好性评估。
《无机盐工业》杂志第八届编委会第一次工作会议纪要
［ ０ 栾兆坤 ， ２］ 汤鸿霄． 国无 机高分 子絮凝 剂产业 发展现状 与规 我 划 ［ ］ 工业水处 理 ， ０ ， （ １ ： — ． Ｊ． ２ ０２ １）１ ６ ０ ０
Hale Waihona Puke ｃａ ｌ ｔＪ ． ｈｍ ｓｈｒ，０ ２４ （ ） ８９— １ ． ｏｇ ａ ［ ］ Ｃ ｅ ｏｐ ｅ ２ ０ ， ６ ：０ ８３ ｕｎ ｅ ６ ［ ］ 衣守志 ， ２ 石淑兰 ， 贾青竹 ， 粉煤灰絮凝剂 的制备与应用 ［ ］ 等． Ｊ．
参考文献 ：
［ ］ Ｇ ｏ Ｂ ｏｕ Ｙ ｅＱｉ ａ Ｗａ ｇＢｎｊ ｎ ． ｈ ｈｍｃｌｓｅｉｓ １ ａ ａｙ ， ｕ ｎ ｎ， ｎ ｉｇａ ｇ Ｔ ｅｃｅ ｉａ ｐ ｃ ｙ ｉ ｅ
ｄ ｓｒ ｕ ｉｎ ａ ｄ ｔａ ｓｏ ｍａｉ ｎ ｏ ｏ ｙ ｌ ｍｉ ｕ ｓｌ ａｅ ｃ ｌｒｄ ｉ ｔ ｂ ｔ ｎ ｒ ｎ ｆ ｒ ｔｏ ｆ ｐ ｌａ ｕ ｎ ｍ ｉ ｃ ｔ ｈ ｏ ｉ ｅ ｉ ｏ ｉ
研究 ［］ 湘潭矿业学 院学报 ， ９ ， （ ）４ — １ Ｊ． １ ９ １ ３ ： ５． ９ ４ ７
［８ 郭庆 ， １］ 张更 ， 陈松 ， 煤矸 石制 备水处理 絮凝剂及 其性能 评 等． 价 ［］内蒙古石油化工 ， ０ ， （３ ：— ． Ｊ． ２ ８３ １）７ ９ ０ ４
［ ９ 王春华． １］ 煤矸 石制备 无机 高分子 絮凝剂 的分 析 ［ ］ 选煤 技 Ｊ．
上 ） 经 济效 益更 加 可观 。 ，
［ ］ 刘小波 ， ４ 傅勇坚 ． 煤矸石 一 石灰石 一 纯碱烧结过程研究 ［ ］ 环 Ｊ．
境科学学报 ，９９，９ ２ ：１ ２ ３ １ ９ １ （ ） ２０— １．
几种常见的水处理絮凝剂的絮凝效果解析
几种常见的水处理絮凝剂的絮凝效果解析随着我国工农业生产的迅速发展,大量生产性和生活性污水排放量剧增,如不加以处理直接排放,将引发一系列的环境问题污.水处理领域中的治理方法很多,主要有生化法、絮凝沉降法、吸附法、电渗析法、离子交换法和化学氧化法等,其中絮凝沉降法是应用广、成本低的常用处理方法,而高效能的絮凝剂沉降处理过程关键在于恰当地选择和投加性能优良的水处理絮凝剂,因此,了解和比较各类絮凝剂的絮凝特征、相适应的水质条件以及絮凝过程中搅拌强度是非常重要的.本实验从胶体化学基本观点出发,结合一系列试验,综合分析聚合氯化铝、三氯化铁和硫酸铝3种常用的絮凝剂的絮凝特性,并对水中TOC去除效果进行对比.1 实验部分1.1 仪器与试剂1.1.1 仪器浊度仪(美国HACH公司);pH值测定仪(美国HACH公司);3型N电位仪(包括电泳槽、显微测速装置、时间跟踪器和中央数据处理显示器);COD测定仪(5000A,日本岛津);DC-506型六联浆拌式搅拌机.1.1.2 试剂三氯化铁;聚合氯化铝;硫酸铝;盐酸(AR级):北京化工厂;氢氧化钠(AR级):北京化工厂.1.2 实验方法(1)浊度水配制:配浊试验用水取自当地水库,配浊粘土取自水库上游,取回的粘土和水充分混合,静置2h后,取上层悬浮液,浊度为10NTU.(2)在DC-506型六联浆拌式搅拌机上进行搅拌(该机能够一次设定9种不同转速,絮凝过程自动完成,具有参数记忆、计算、显示功能,如水温、转速及相应的水力梯度G值的计算),每次可同时做6个水样,每个水样水量1000mL,并用1mol/L的HCl溶液和1mol/L的NaOH溶液调节溶液pH值至预定值.在快速搅拌状态下(120~180r/min)投加絮凝剂,搅拌1min后立即取样,在电泳仪上测定N电位和电泳迁移率EM值,然后继续慢速(40~90r/min)搅拌20min后停止,沉淀20min,用浊度仪测上清液的剩余浊度RT.2 结果与讨论2.1 絮凝剂的投加量对絮凝效果的影响从图1、图2中可知,对一定浊度的水质,PAC、三氯化铁和硫酸铝3种絮凝剂都存在最佳投加量.在配水浊度为10NTU、pH值为8.16、水温为19.5e条件下,聚合氯化铝(PAC)、三氯化铁和硫酸铝最佳投加量(剩余浊度为0.5NTU以下)分别为2mg/L(以Al2O3计)、8mg/L(以FeCl3计)和2mg/L(以Al2O3计).图1 聚合氯化铝和硫酸铝的投加量对絮凝效果的影响图2 三氯化铁的投加量对絮凝效果的影响2.2 pH值对絮凝效果的影响图3表明:同一种絮凝剂在不同pH条件下,絮凝效果不一样.这主要取决于絮凝剂水解生成物在不同pH条件下的形态转化规律.硫酸铝最佳絮凝区原水pH范围为6~8,PAC最佳絮凝区原水pH范围为4~10,三氯化铁最佳絮凝区原水pH范围为5~10.PAC和三氯化铁适应pH范围基本相同,都比硫酸铝适应pH范围宽.从絮凝效果可见,pH>7时PAC优于三氯化铁.图3 3种絮凝剂在不同pH值条件下絮凝效果对比絮凝剂投加量:三氯化铁8mg/L(以FeCl3计);PAC2mg/L(以Al2O3计);硫酸铝2mg/L(以Al2O3计)2.3 絮凝剂絮凝除浊作用及电泳特征絮凝剂投放在不同的pH原水中所表现的形态多种多样,通过控制絮凝反应条件,可以控制絮凝剂在水中的形态,进而探讨絮凝剂形态对絮凝效果的影响.2.3.1 三氯化铁絮凝除浊作用及电泳特征图4为向浊度10NTU的原水中投加8mg/L的三氯化铁后凝聚微粒的F值和上清液剩余浊度在不同pH的条件下的变化情况.在pH值为3时,F值为-16mV,上清液剩余浊度为5.7NTU,没有良好的絮凝效果;在pH接近5时,F值变为正值;当pH值为6左右时,F值为正值最大;随着pH的继续增大F值由正值变为负值,并且越来越大,但仍具有较好的絮凝效果.图4 F电位以及剩余浊度与pH的关系配水浊度为10NTU,水温为20.5e,三氯化铁投加量为8mg/L从上清液剩余浊度来看,pH为5~10时剩余浊度小于1NTU,受pH影响不大.当pH<4时凝聚决定于双电层压缩,主要是Fe3+和少量高电荷低聚合度物质对胶体颗粒的吸附脱稳.当pH=4~6时主要是正电荷聚合体对胶体颗粒吸附脱稳作用,此时的水解产物对胶体颗粒的吸附脱稳比Fe3+阳离子更有效,发挥作用的化合物是高电荷低聚合体和低电荷高聚合体.当pH>6时主要是铁盐水解生成Fe(OH)3沉淀物对胶体颗粒卷扫絮凝.2.3.2 PAC絮凝除浊作用及电泳特征图5为向浊度为10NTU的原水中投加2mg/L的PAC后凝聚微粒的F值和上清液剩余浊度在不同pH的条件下的变化情况.当pH为4~6时F值比较稳定,平均F值为-9.5mV,上清液剩余浊度为0.7~1NTU.pH上升到7时F值继续减小,pH为7~10时F值又出现稳定,平均F值为-6.25mV,上清液剩余浊度为0.5NTU以下.pH为10以上时F值开始升高.当pH在4~10范围,上清液剩余浊度小于1NTU,F值变化不大,产生良好絮凝的F值范围为?6mV.PAC不论是在pH高区、pH低区或pH中区都能较好地发挥压缩双电层、电中和吸附脱稳、凝聚絮凝的效能,这表明了PAC稳定性好,形态较为稳定,可以适应于更广pH范围内的水质净化.图5 F电位以及剩余浊度与pH的关系从图5中还可发现,F值在pH=4~10范围内并没有出现等电态,这主要由于投药量少,没有完全降低F电位.絮凝效果很好,是由于絮凝剂在水中发挥电性中和和压缩双电层的作用,并且由于粒子数目增多,碰撞次数增多,相对降低了对脱稳的要求.2.3.3 硫酸铝絮凝除浊作用及电泳特征图6为向浊度为10NTU的原水中投加2mg/L硫酸铝后,凝聚微粒的F值和上清液剩余浊度在不同pH条件下的变化情况.可见凝聚微粒的F值随pH的增大而减小,当pH<5时F值均为较高负值,所以不能产生凝聚.当pH=5.5时F值为-10mV,开始凝聚,pH为6左右时F值为-5.12mV,具有良好凝聚效果,此时发挥絮凝作用主要为高电荷低聚合度的电中和脱稳作用.在pH值7附近,F值上升为-10mV,发挥絮凝作用的铝几乎全是中性不溶解性的[Al(OH)3]]大型聚合体或低电荷高聚合度的物质,这时粘土粒子和铝聚合体之间几乎失去电排斥力,主要依靠OH-离子的架桥,使粘土粒子和[Al(OH)3]]粘结生成大的絮凝体,产生良好的絮凝沉淀效果.随pH的继续增大,F值增大,当pH值超过8.5以后,絮凝效果降低,此时发挥絮凝效果的主要成分为负电荷铝离子,这些阴离子成为Al(Ó)的主要形态,架桥聚合态铝离子也不足,浊度去除率也显著降低.从剩余浊度来看,当pH为6时上清液剩余浊度最低为0.5NTU以下.当pH<5.5或pH>8.5时基本上无絮凝效果,在5.5或pH>8.5时基本上无絮凝效果,在5.5<pH<8.5时为最佳除浊区段,这主要是由于铝矾水解生成的带电荷的聚合物质或氢氧化铝凝胶物对脱稳微粒产生粘结架桥絮凝和卷扫沉淀作用所致.图6 F电位以及剩余浊度与pH的关系配水浊度为10NTU,水温为20.5e,硫酸铝投加量2mg/L2.3.4 几种絮凝剂对水中TOC去除效果的对比影响TOC去除率絮凝效果的因素有絮凝剂品种、絮凝剂投加量、混合水力条件、原水水质变化以及药剂投加方式等.图7示出3种絮凝剂对水中TOC去除效果的对比.从图7中可知:同一种原水,不同絮凝剂对水中的TOC去除效果不同,在同样加药量的情况下聚合,氯化铝好于硫酸铝和三氯化铁,同时也发现过量加入同等剂量的混凝剂,聚合氯化铝对水中TOC的去除效果也明显好于其他两种混凝剂,并且随着混凝剂投加量的增加,TOC去除率明显增大,当聚合氯化铝投加量为42mg/L(Al2O35mg/L)时,TOC去除率达到99%以上.图7 不同投加量条件下TOC的去除率对比3 结论(1)对一定浊度的水质,PAC、三氯化铁和硫酸铝3种絮凝剂都存在最佳投加量,分别为2mg/L(以Al2O3计)、8mg/L(以FeCl3计)和2mg/L(以Al2O3计).(2)同一种絮凝剂在不同pH条件下,絮凝效果不一样.PAC和三氯化铁适应pH范围基本相同,都比硫酸铝范围宽.从絮凝效果可见,pH>7时PAC优于三氯化铁.(3)絮凝剂投放在不同的pH水中所表现的形态对絮凝效果会产生影响.(4)总体来看,PAC对浊度去除率最好,三氯化铁次之,硫酸铝最差.(5)PAC对水中TOC的去除效果明显好于三氯化铁和硫酸铝,并且随着混凝剂投加量的增加,TOC去除率明显增大.。
煤泥水处理过程中絮凝剂的选择与投加量小试
总第192期2021年第2期山西化工SHANXI CHEMICAL INDUSTRYTotal 192No. 2, 2021科研有羿发/DOI ： 10. 16525/j. cnki. cnl4-1109/tq. 2021. 02. 09煤泥水处理过程中絮凝剂的选择与投加量小试贺少波（晋能控股煤业集团煤炭洗选分公司，山西 大同 037001）摘要：以山西某选煤厂试验煤样为研究对象，探讨煤泥水处理过程中絮凝剂的选择与投加量，结果显示，絮凝剂PHP 的吸附-电中和和网捕-卷扫等三种作用最强，煤泥水澄清效果最好，且絮凝剂用量相对越大对煤泥水絮凝效果越好。
关键词：煤泥水；絮凝剂；种类；投加量；影响中图分类号.TQ520.61文献标识码:A文章编号:1004-7050（2021）01 -0028-021试验部分1.1煤样的制备及表征试验煤样来源于山西某选煤厂，灰分为1・91%（较低，可以近似为纯煤），煤样平均粒度9呻, BET 比表面积 12. 70 m 2/g o1.2试验试剂与仪器表1黏土矿物样品种类及表征黏土矿物 种类来源纯度形态表现平均粒度/ptm 比表面积/・ gT备注高岭石天津福晨化学药剂厂分析纯白色粉末状固体1.017.36粒度较细且分布相对蒙脱石市场购买分析纯白色粉末8.846.20集中，保证了试验的可伊利石网上购买分析纯白色粉末状固体8.72. 19靠性1.4沉降试验评价指标1） 上清液浊度上清液中含有的悬浮颗粒越多，上清液表现得 就越浑浊［口。
本文中使用WGZ-1A 型浊度计，快速测定出不同试验中上清液的浊度。
2） 沉降速度浓缩机底流浓度主要是由煤泥絮体的沉降速度 决定的，且一般而言二者呈正相关关系，同时沉降速度越快，表明浓缩机处理能力就会较大，选煤厂循环 水就越能被高效利用。
但是值得注意的是，沉降速度过快可能会导致浓缩机压耙事故，所以寻找到最适宜 的沉降速度对现场生产来说至关重要。
3） 絮体压缩率本文在实验室量筒实验中通过测量絮体压缩率来间接表示决定选煤厂循环水利用率的重要条收稿日期：2021-02-02作者简介：贺少波，女,1988年出生，毕业于哈尔滨工业大学，硕士学 位，工程师，从事煤化工方面工作。
从煤矸石中制备聚合氯化铝及应用研究
(河北大学化学与环境科学学院, 河北 保定 071002)
摘 要: 以煤矸石为原料制备了高效絮凝剂2聚合氯化铝 (PA C ) , 确定了制备 PA C 的最佳反应条 件, 并对其进行了处理废水实验。结果表明, 由煤矸石为原料制得的产品聚合氯化铝比市售 PA C 处 理废水效果更佳。 关键词: 聚合氯化铝; 煤矸石; 絮凝剂; 废水处理 中图分类号: TQ 314. 24; TQ 133. 1 文献标识码: A 文章编号: 036726358 (2004) 0220063203
94. 3 10. 5
表 6 自制 PAC 与市售 PAC 处理印染废水比较
加入量 原水 COD 原水色度 处理后 COD 去除率
PA C m g·L - 1 m g·L - 1
倍数 m g·L - 1
%
色度 倍数
市售 0. 25
892
450
82. 8
90. 7 40
自制 0. 25
892
450
20. 9
2. 2. 3 酸浸时间对氧化铝浸取率的影响 酸浸时间对氧化铝浸取率有一定的影响, 实验
结果见表 4。
第2期
化 学 世 界
·65·
表 4 酸浸时间对氧化铝浸取率的影响
时间 h
氧化铝含量 %
盐基度 %
1
7. 59. 2
5
9. 49
64. 5
7
9. 52
67. 3
H 2O + nHC l. 聚 合: m A l2 (O H ) nC l6- n + m x H 2O =
(O H ) nC l6- nx ·H 2O ]m ;
[ A l2
煤矸石制无机高分子絮凝剂进展
摘
要 ： 石在无机高分子絮凝剂制备方 面正逐步得 到应 用 ， 煤矸 近年来 的研究重 点主要 集 中在 复合型无 机高
分子 絮凝 剂方面 。重点介绍 了煤矸石基无 机高分子絮凝 剂 的制 备方 法及在 水处理 中 的应 用 ， 展望 了发展前景 。 并 指 出煤矸 石制无机高分子 絮凝剂 技术 已经取得很大 的发展 ， 与大规模 工业化 仍存在 差距 ， 但 要加大 对煤矸 石基 无
不尽相 同。对于以高岭石为主的矸石 ， 活化温度无 需高于 ７０℃即可达到活化 目的； ５ 但若含伊利石、 蒙 脱石较多 ， 活化温度也应相应提高 。
２ 煤 矸石基无机高分子絮凝剂研究与应用
２ １ 煤矸 石制 备聚 合氯 化铝 絮凝剂 ．
１ 煤 矸石的活化
由于煤矸石有较高 的晶格能 ， 几乎不具有反应
ｌ ｃ ｌｎ ｄ ｉ ｐ ｌ ｔ ｓ ｉ ａ ｅ ｅ ｔ ｎ ｅ ｉ ｔ ｕ ｅ ｎ ｄ ｔｉ， ｎ ｈ ｅ ｅｏ ｍｅ ｔｐ ｐ ｃ ｅ ｃ ｂ ｄ Ｉ ｆ ｃ ｕ ａ ｔ ｎ ｔ ａ ｐ ｉａｉ ｎ ｎ ｗ ｔｒ ｔ ａｍｅ ｔ ｒ ｎ ｒ ｄ ｃ ｄ ｉ ｅａ ｌ ａ ｄ ｔ ｅ ｄ ｖ ｌｐ ｎ ｒ ｓ ｅ ｔ ｓ ｄ ｓ ｒ ｅ ． ｔ ｏ ａ ｓ ｃ ｏ ｒ ｗｅ ｏ ｏ ｗａ ｉ ｗ ｓ ｐ ｉ ｔｄ ｏ ｔｔ ａ ｈ ｅ ｅ ｏ ｍｅ ｔ ｅ ｔｃ ｎ ｌｇ ｆｇ ｎ ｕ － ａ ｅ ｎ ｒ ａ ｉ ｏｙ ｒｆｏ ｃ ｌ ｎ ｓｈ ｄ ｍａ ｅ ａ ｂ ｇ ｐ ｏ ａ ｎ ｅ ｕ ｈ ｔｔ ｅ ｄ ｖ ｌｐ ｎ ｔ ｅ ｈ ｏｏ ｙ ｏ ａ ｇ ｅｂ ｓ ｄ ｉ ｏｇ ｎ ｃ ｐ ｌ ｍｅ ｃ ｕ ａ ｔ ａ ｄ ｉ ｒ — ｏ ｆ ｏ ｈ ｌ ｒ ｓ ， ｕ ｅ ｅ ｗａ ｔ ｌａ ｇ ｐ ｆ ｇ ｅ ｓ ｂ ｔ ｈ ｒ ｓｓｉ ａ ｒｍ ａｇ －ｃ ｅ ｉ ｄ ｓｒ ｉ ｔ ｎ Ｔ ｅ ｅ ｏｅ ｉ ｉ ｑ ｉ ｒｅ ｔｔ ｃ ｅｅ ａｅ ｔ ｅ ｂ ｉ ｎ 印 一 ｔ ｌ ｏ ｌｒ ｅ ａ ｎ ｕ ｔ ａ ｚ ｉ ． ｈ ｒ ｆｒ ｔ ｓ ｕ ｔ ｕ ｇ ｎ ｏ ａ ｃ ｌｒ ｔ ｈ ａ ｃ ａ ｄ ｓｌ ｉ ｌ ａｏ ｅ ｓ ｐ ｉｄ ｒ ｓ ａ ｃ ｅ ｎ ｔ ｅ ｈｇ ｕ ｉ ｇ ｎ ｕ － ａ ｉ ｎ ｒ ａ ｉ ｏｙ ｒｆ ｃ ｕ ａ ｔ ｎ ｒ ｖ ｈ ｒ ｄ ｃ ｕ ｉ ａ ｅｌａ ｌ ｅ ｅ ｒ ｈ ｓ ｏ ｉｈ ｑ ａ ￣ ａ ｇ ｅ ｓ ｃ ｉ ｏ ｇ ｎ ｃｐ ｌ ｍｅ ｏ ｃ ｌｎ ｓａ ｄ ｔ ｉ ｏ ｅｔ ｅ ｐ ｏ ｕ ｔ ａ ￣ ｓｗ ｌ ｓ ｅ ｈ ｌ ｂ ｌ ｏ ｍｐ ｑｌ ｐ ｏ ｕ ｔ ｎ ｐ ｏ ｅ ｓ ｔ ｕ ｏ ｂ ｏ ｔ ｅ ｄ ｖ ｌ ｐ ｎ ｅ ａｅ ｎ ｕ ｔ ｅ ． ｒ ｄ ｃｉ ｒ ｃ ｓ ， ｓｔ ｏ ｓ ｅ ｅｏ ｍｅ ｔｏ ｒ ｌｔ ｄ ｉ ｄ ｓｒ ｓ ｏ ｈ ｈ ｔ ｆ ｉ
煤矸石制聚合氯化铝_PAC_的絮凝效果实验
煤矸石制聚合氯化铝(PAC)的絮凝效果实验张秋华,陈志,张迎,刘军(山东省化工研究院,山东济南 250014)摘要:简述聚合氯化铝絮凝剂生成过程及絮凝原理。
报道了以煤矸石为原料生产的聚合氯化铝的絮凝效果。
关键词:煤矸石;聚合氯化铝;絮凝The Sedimentary Effectiveness of PAC Produ ced by Coal G angueZH AN G Qiu-hua,CH EN Zhi,ZH AN G Ying,LI U Jun(Shandong Chemical Industry Research Insitute,Jinan 250014,China)Abstract:It narrates chiefly the producing course and sediment principle of alum inium polychlorid sediment reagent and discusses the sedimentary effectiveness of alum inium polychloried produced by coal gangue.Keywords:coal gangue;aluminium polychlorid;sediment1 前言水是人类最宝贵的资源,保护环境,防治水污染是我国的基本国策。
各种净水剂在这一领域正发挥着越来越重要的作用,聚合氯化铝(PAC)就是其中之一。
因其混凝性能好、絮体大、用量少、效率高、沉淀快、适用范围广等诸多优点,已成为国内外公认的一种优良净水剂,而且正向着改良型、复合型的方向发展。
国内外生产PAC的方法有多种,在原料选择、生产工艺路线方面各有自己的特点,国内主要以酸法和酸浸中和两步法为主。
所用原料主要是铝灰、铝屑、铝土矿、粘土、高岭土、明矾石等。
我们是以煤矸石为原料生产聚合氯化铝。
目前,国内以煤矸石生产PAC的厂家不多,有关其絮凝效果未见报道。
煤矸石制备絮凝剂研究进展
１ 煤 矸 石 制 备 聚 合 氯 化 铝 絮 凝 剂
国内 目前 煤矸 石制 备 絮凝 剂 的较 成熟 的工 艺
是 用煤矸 石制 备 聚合 氯 化 铝 （ Ａ 。煤 矸 石 生 产 Ｐ Ｃ）
聚合 氯 化 铝 （ Ａ Ｐ Ｃ）的工 艺 优 势 为 ： ） 矸 石 中 １煤
铝 （ Ａ 的方 法 已引起人 们 的兴 趣 。石宪 奎等 ¨ Ｐ Ｃ） 研究 了大 同煤 矸 石 微 波 法 制 固体 聚 合 铝 的 过 程 ， 分 析 了各 阶段 的影 响 因 素 ， 定 了微 波 加 热 功率 确
品的有效 方法 正在研 究 中 。
刘臻 ¨ 利用 煤矸 石通过 高温 焙烧 、 酸浸 、 聚合
制取 聚合 氯 化 铝 絮 凝 剂 产 品 ， 以 自制 模 拟 水 样 并 为检 验 对象 ， 聚合 氯 化铝 对其 进行 絮 凝试 验 ， 用 优 化 了聚合 氯 化 铝 的絮 凝 条 件 。结 果 表 明 ， 焙 烧 在
微 波在无 机 固相反 应 中的应 用 是 近年来 迅 速 发 展 的一个新 领域 ， 已广 泛应 用 于 陶瓷 材 料 （ 包括 超 导材料 ） 的烧 结 ， 超细纳 米 粉体 材 料 和沸 石分 子 筛 的合 成 等 。 目前 ， 矸 石 微 波 热 解 法 制 取 聚 合 煤
在 处 理焦 化废 水 、 印染 废 水 、 活废 水等 方 面都 具 生 有广 阔的前 景 。
Ａ ， １ 的含量在 １ ％ 以上 ， 的 可达 ４ ％ ， 取 其 Ｏ ５ 有 ０ 提
中 的铝 成 分 在 数 量 上 有 保 障 ； ） 矸 石 中Ｆ ２煤 ｅＯ
收 稿 ：０ －２２ ２ １ ０ －８ １
剂 。综 述 了 当前 以煤 矸 石 为 原 料 制 备 絮凝 剂 的研 究 状 况 ， 重 阐述 了 制 备 流 程 ， 望 了 煤 矸 石 制 备 絮 凝 剂 的应 用 着 展
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前言
一 过 滤 工 艺 处 理 后 ， 得 滤 液 为 Ａ Ｉ ａ Ｆ ＣＩ， 渣 所 Ｃｌ 和 ｅ 。 滤
煤 矸 石 是 煤 炭 开 采 和 洗 选 加 工 过 程 中 产 生 的 固
煤 矸 石 的 时候 ， 的浓 盐 酸 和 浓硫 酸 以及 水 的 量都 用
不同（ ２ 。 表 ）
保 障 的 。煤 矸 石 经 粉 碎 一 焙 烧 一 细 碎 一 酸 溶 一 沉 降
Ｅ］ ＫＥ ＡＮＩ Ｂ， Ｒｓ Ｄ Ａ， ａｂ ｎｄｏ 一 Ｔ Ｍ Ｍ Ｍ０ ＨＥ Ｃ ｒｏ ｉｘ ｉ ｏｒｓ ｎｉ ｏ ｄ ａ ｒｄ ｃ ｏ ｃｒ ｄ ｃｒｏｉ ｉａ ｓ ｏ ｕｔ ｎａ ｏ — ｅ ｏ ｎ ｌｎ ｇ ｐ ｉ ｎ ｐ ｎ ｉｍ Ｊ ．Ｃ ｒｏ ｉｎ ２ ０ ． ９ ８ ： ５ 一 ｅ ｄｕ Ｅ ］ ｏｒ ｓ ． ０ ３ ５ （ ） ５ ９ ｏ
用 煤 矸 石 制 备 的 絮 凝 剂 处 理 油 田污 水 既 可 以 减 轻 煤 矸 石堆 放 对 环境 造 成 的 压力 ， 可 以为 石 油 企业 解 又 决 水 污 染 这 一 重 大 难 题 。 本 文 研 究 煤 矸 石 资 源 化 利 用关 键 技 术 ， 备 新型 污 水 净 化 剂 ， 废 为 宝 ， 废 制 变 以
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２ Ｏ 年第 １ 期 Ｏ８ ３
内 蒙 古石 油化 工
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煤 矸 石 制 备 水处 理 絮 凝 剂 及 其 性 能 评 价
郭 庆 张 更 陈 松 王俊 奇。 ， ， ，
（１ 西 安 石 油 大 学 陕 西 省 油 气 田特 种 增 产 技 术 重 点 实 验 室 ， 西 西 安 ７ ０ ６ ； ． 陕 １０ ５ ２ 中国石油长庆石油勘探局井下技术 作业处 ， 肃 庆阳 ７５０ ； ． 甘 ４ １０ ３ 中 国 石 油 塔 里 木 油 田分 公 司开 发 事 业 部 ， 疆 库 尔 勒 ８ １ ０ ） ． 新 ４０ ０
经 气 象 色 谱 仪 测 定 分 析 陕 北 地 区 煤 矸 石 各 化 学
组 成 见 表 １ 。
１２ ．
煤 矸 石 制 备 聚 合 硫 酸 硅 酸 铝 铁 的 实 验 原 理
煤 矸 石 中 含 有 １ ～ ３ 的 Ａｌ 和 ２ ～ ９ ５ ５ ｚ ｏ。 的 Ｆ ： ， 酸 溶 法 提 取 其 中 的 铁 铝 分 在 数 量 上 是 有 ｅｏ。 用
１１ ． 陕 北 地 区煤 矸 石 化 学 组 成
１３ １ 酸浸 反应 和碱 浸 反应 ．． ① 酸 浸 反 应 取 焙 烧 后 的 煤 矸 石 粉 末 ３ ｇ， 入 到 三 口 瓶 当 ０ 装 中 ， 入 稀 释 后 的 浓 硫 酸 ， 盐 酸 ， 加 入 Ｈ： 放 入 加 浓 再 Ｏ 带 水 泡 回流 器 的 ， 号 为 ２ 型 ＤＨＷ 的 调 温 电热 套 中 煮 沸 ２个 小 时 。为 了 寻 找 最 佳 的 稀 释 浓 度 ， 次 用 酸 煮 每
６３ ８． Ｅ］ 魏 宝明主编 ． ８ 金属腐蚀理论及应用 ． 北京： 化 学工 业 出版 社 ，９ ４ １８ ．
ＥＦＦＥＣＴ Ｆ ｏ Ｃｏ ２ Ｎ ｏ ＴＨ Ｅ Ｃｏ ＲＲ ｏＳ ｏ Ｎ Ｆ Ｉ Ｅ ＴＡＩ Ｉ ｏ Ｗ Ｒ Ｓ ＮＬＥＳ ＴＥＥＬ ＳＳ
一
富含 制 备 无机 高 分 子 絮凝 剂 的主 要 成份 ， 制 备 无 是
机 高 分 子 絮 凝 剂 的 天 然 原 料 。 陕 北 地 区 是 我 国重 要
定 摩 尔 比混 合 ， 得 聚 硅 酸 铁 铝 絮 凝 剂 。 即
的石 油 产 区 ， 田废水 产 出量 大 ， 环 境 污染 严 重 ， 油 对
摘 要 ： 文 通 过 研 究 利 用 陕 北 地 区煤 砰 石 制 备 高 效 水 处 理 絮 凝 剂 聚 合 硫 酸 硅 酸 铁 铝 ， 定 了制 备 本 确
聚 合 硫 酸 硅 酸 铁 铝 的 最 佳 反 应 条 件 ， 利 用 其 对 长 庆 油 田 采 油 污 水 进 行 处 理 ， 处 理 效 果 进 行 评 价 分 并 对 析 ， 计 出 了一 条 合 理 的 絮 凝 剂 制 备 及 水 处 理 工 艺 流 程 。研 究 结 果 表 明 ， 用 本 工 艺生 产 的 聚 合 硫 酸 硅 设 采
表 １ 学 、 源自煤 矸 石 化 学 组 成
ＳＯ Ａ２ ３ Ｆ ２ ３ Ｃ Ｏ ｉ２ Ｉ ｅ０ ０ ａ Ｍｇ 其他 Ｏ
Ｊ １ 巩 玎
含量 ４ ％－６ ％－３ ％％一９ ％一７ １ 一４ ２ Ｏ －４ － ５ ％１ ％ ％左右
１３ ． 试 验 方 法
治 废 ， 陕 北 地 区 水 资 源 可 持 续 发 展 具 有 十 分 重 要 对 的意 义 ， 将 带来 显著 的经 济效 益与 社会 效 益 。 必 １ 煤 矸 石 制 备 聚 合 硫 酸 硅 酸 铁 铝
体 废 弃 物 。近 年 来 ， 着 煤 炭 资 源 的 不 断 开 发 和 利 随 用 ， 成 煤 矸 石 的大 量 堆 放 ， 不 仅 占 用 了 大 量 耕 造 这 地 ， 造 成 了 地 下 水 源 和 江 河 地 表 水 的 污 染 。 矸 石 还 煤
的 主 要 成 份 是 Ｓｉ ， 其 与 Ｎａ Ｏｚ 将 ＯＨ 按 一 定 比 例 配 成 料浆 送入 反 应容 器 ， 应 完 毕后 过滤 并 除去 不溶 物 ， 反 所 得 滤 液 即 为 Ｎａ ｉ 的 水 溶 液 。 一 定 浓 度 的 工 业 Ｓ Ｏａ 用 盐 酸 对 Ｎａ ｉ 进 行 酸 化 ， 可 得 硅 酸 ， 酸 在 一 定 Ｓ Ｏａ 便 硅 条 件 下 聚 合 生 成 聚 硅 酸 ， 硅 酸 与 ＡＩ 。 Ｆ ＣＩ 按 聚 ＣＩ 和 ｅ 。