以煤矸石為原料制備液體聚合氯化鋁(LPAC)混凝劑研究.pdf

1、煤矸石廢料是內(nèi)蒙古自治區(qū)最大的固體污染源，煤矸石資源化一直是科研和工程界的難題。本課題以內(nèi)蒙古維泰高嶺土開(kāi)發(fā)有限責(zé)任公司為生產(chǎn)基地，采用煤矸石為原料，經(jīng)酸溶二步法合成液體聚合氯化鋁絮凝劑(LPAC)，通過(guò)工藝優(yōu)化基本解決了長(zhǎng)期來(lái)認(rèn)為酸溶二步法生產(chǎn)聚合氯化鋁成本高工藝復(fù)雜的問(wèn)題：同時(shí)以洗煤廠、火電廠、水務(wù)公司為性能試驗(yàn)基地，對(duì)于LPAC的效果進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。
　　 經(jīng)過(guò)兩年多的運(yùn)行和優(yōu)化，達(dá)到了15000T的年生產(chǎn)能力，其工藝為回轉(zhuǎn)

2、窯焙燒，溫度750～850℃，保溫2h，然后在反應(yīng)釜內(nèi)經(jīng)過(guò)高溫加壓酸溶，反應(yīng)釜溫度為120℃，鹽酸濃度控制在14%左右，煤矸石粉：14%的HCl溶液質(zhì)量比控制在1：2.2左右，保溫2h，加入石灰石粉作為鹽基度調(diào)節(jié)劑，將氧化鋁濃度和鹽基度控制在9%和40～60%之間，冷卻至70℃以下后壓濾去除固體不溶物質(zhì)，將濾液進(jìn)一步加熱調(diào)理，控制其氧化鋁在10%以上，鹽基度在60%左右，即可包裝進(jìn)入成品倉(cāng)庫(kù)。
　　 通過(guò)性能小試，LPAC對(duì)于高

3、濁度低透光率的洗煤廢水，可以去掉其中的煤泥，達(dá)到回用洗煤要求。對(duì)于低、中、高濁度的黃河水樣濁度去除小試試驗(yàn)中，LPAC對(duì)于高濁度黃河水樣的濁度去除率可以達(dá)到91.5%，剩余濁度由77NTU降至6.55NTU，絮凝處理中等濁度黃河水樣濁度去除率可以達(dá)到83.6%，剩余濁度由27.25NTU降至4.47NTU，絮凝處理低濁度黃河水樣濁度去除率可以達(dá)到80%，剩余濁度由5.4NTU降至1.14NTU。LPAC性能明顯優(yōu)于在用的各種固體及酸溶一

4、步法合成的液體PAC產(chǎn)品。
　　 通過(guò)生產(chǎn)性性能試驗(yàn)，LPAC對(duì)工業(yè)廢水的絮凝處理濁度去除率可以達(dá)到90.6%，LPAC使用量(以Al2O3計(jì))僅為固體PAC使用量的50%時(shí)，其剩余濁度由108NTU降至10.2NTU左右，滿足服務(wù)用水和雜用水回用的要求，有效降低了殘余鋁對(duì)于土壤和地下水的污染。對(duì)于濁度為598NTU的高濁度黃河水，LPAC絮凝處理后出水濁度達(dá)到3NTU以下。對(duì)于低溫(0.4～0.8℃)低濁(180NTU)和進(jìn)水

5、流量變化較大(920～2249t/h)的黃河水，LPAC處理后濁度由180NTU降至10NTU以下且保持出水濁度穩(wěn)定，確定了LPAC加藥量控制在20～40mg/L。
　　 通過(guò)X射線衍射對(duì)于LPAC進(jìn)行分析可知，LPAC產(chǎn)品中含有Al13Cl15結(jié)構(gòu)，在水處理中發(fā)揮了很大作用，煤矸石焙燒激活機(jī)理為：Al2O3·2SiO2·2H2O(高嶺石)700℃→Al2O3·2SiO2(偏高嶺石)+2H2O3Al2O3·2SiO2(偏高嶺石)