[發明專利]一種粉煤灰制備無機聚合絮凝劑的方法

有效

• 申請號: 201710994026.6
• 申請日: 2017-10-23
• 公開（公告）號: CN107934978B
• 公開（公告）日: 2020-12-15
• 發明（設計）人: 蘇毅;任園園;陳富金;李國斌;羅康碧;李滬萍;胡亮
• 申請（專利權）人: 昆明理工大學
• 主分類號: C01B33/26
• 分類號: C01B33/26;C01G49/14;C01D5/02;C02F1/52
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本發明公開了一種粉煤灰制備無機聚合絮凝劑的方法，該方法采用粉煤灰堿性煅燒，氫氧化鈉溶液浸取分離SiO₂和鋁，浸出液酸化調pH值，分離得到聚硅酸鋁，氫氧化鈉溶液浸取渣酸浸，酸浸液蒸發濃縮，調pH值，聚合得到硫酸鐵液體產品；本發明方法工藝流程和處理時間短，工藝設備簡單，操作容易、安全，是一種工業廢棄物綜合利用的工藝技術路線，能達到二次資源綜合利用，實現循環經濟、節能減排目的。

技術領域

本發明屬于工業固體廢棄物利用領域，具體涉及一種粉煤灰制備無機聚合絮凝劑的方法。

背景技術

粉煤灰是煤粉經高溫燃燒后形成的一種類似于火山灰的混合物質，主要來源于燃煤電廠、冶煉、化工和城市集中供熱等部門或單位所排出的固體廢物，是從煤燃燒后的煙氣中收捕下來的細灰固體物料，是我國當前排量較大的工業廢渣之一；隨著我國的能源電力工業的迅速發展，帶來了粉煤灰排放量的急劇增加，現階段我國粉煤灰年排渣量已達3億噸。我國火電廠粉煤灰的主要氧化物組成為SiO₂、Al₂O₃、FeO、Fe₂O₃、CaO、TiO₂等，其顆粒呈多孔型蜂窩狀組織，比表面積較大，顆粒粒徑范圍為0.5~300μm,并且珠壁具有多孔結構，孔隙率高達50~80%，因此具有很高的吸附和反應活性，可作為二次資源綜合利用。

無機聚合物絮凝劑由于能提供大量的絡合離子，且能夠強烈吸附膠體微粒，通過吸附、橋架、交聯作用，從而使膠體凝聚，同時還發生物理化學變化，中和膠體微粒及懸浮物表面的電荷，降低了δ電位，使膠體微粒由原來的相斥變為相吸，破壞了膠團穩定性，使膠體微粒相互碰撞，從而形成絮狀混凝沉淀，廣泛應用于給水和污水處理領域。

發明內容

本發明的目的在于提供一種粉煤灰制備無機聚合絮凝劑的方法，該方法利用工業廢棄物制取具有廣泛應用的水處理劑，可達到二次資源綜合利用，實現循環經濟、節能減排目的。

本發明的技術方案如下：采用粉煤灰堿性煅燒，氫氧化鈉溶液浸取分離SiO₂和鋁，浸出液酸化調pH值，分離得到聚硅酸鋁，氫氧化鈉溶液浸取渣酸浸，酸浸液蒸發濃縮，調pH值，聚合得到硫酸鐵液體產品。

本發明粉煤灰制備無機聚合絮凝劑的方法，具體操作如下：

（1）按照粉煤灰與碳酸氫鈉的質量比為1:0.6~1.0的比例，分別稱取兩種物料，混合均勻后通入空氣或氧氣在600~800℃下煅燒2~3 h，然后冷卻至室溫后研磨，研磨至物料全部通過120目標準篩；

（2）按照10～15:1的液固質量比，向質量濃度為5～10％的氫氧化鈉溶液中加入步驟（1）研磨后的物料，并于70~90℃下攪拌浸取4~6h，然后過濾分離得到固相物料和浸出液；

（3）在室溫、攪拌下，向步驟（2）分離得到的浸出液中緩慢加入質量濃度為40～60％的硫酸溶液調節溶液pH值為5.5~7.5，然后攪拌反應1～2h，反應結束后靜置陳化2.0~4.0h，過濾分離得到聚硅酸鋁絮凝劑和沉淀濾液；

（4）按照5~8:1的液固質量比，向質量濃度為10～20％的硫酸溶液中加入步驟（2）分離得到的固相物料，并于70~90℃下攪拌浸取4~6h，然后過濾分離得到浸出渣和浸出液；

（5）將步驟（4）分離得到的浸出液在常壓下蒸發濃縮至溶液密度為1.45~1.50，然后于90~110℃、攪拌下，向濃縮后的溶液中加入濃度為10~15%的氫氧化鈉溶液調節浸出液pH值至2.0~3.0，并在90~110℃、攪拌條件下水解聚合1.0~2.0h，然后冷卻，得到聚合硫酸鐵液體產品；

（6）將步驟（3）分離得到的沉淀濾液在常壓下蒸發濃縮，然后冷卻至50～70℃，再離心分離，最后于100～120℃干燥4～6h，得到無水硫酸鈉產品和母液，母液返回步驟（2）配制氫氧化鈉溶液。