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煤矸石制备聚合氯化铝的研究及应用

作　者: 丛日强
导　师: 徐新阳
学　校: 东北大学
专　业: 环境工程
关键词: 煤矸石聚合氯化铝单因素实验盐基度混凝
分类号: X703.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

我国是有着悠久煤炭开采史的煤炭生产大国。但同时由于煤炭开采产生的大量煤矸石却带来了严重的环境污染和生态破坏。无论对于我国还是世界,矿物资源都很紧缺,而煤矸石的大量堆积,无疑是一种资源浪费,因此,对煤矸石的处理、处置及资源化研究已势在必行。无机高分子絮凝剂是在传统铝盐、铁盐基础上发展起来的一种新型的水处理药剂,无机高分子絮凝剂在净化矿井水,处理选煤厂煤泥水上比传统混凝剂有着优良的性能,并且比有机高分子絮凝剂的价格低。而煤矸石富含制备无机高分子絮凝剂的主要成份,是制备无机高分子絮凝剂的天然原料。如果能对这一部分铝加以利用,将产生巨大的社会效益和经济效益。本实验就是以煤矸石为原料制备高效无机高分子絮凝剂聚合氯化铝(Polyaluminum chlori,以PAC表示),并通过实验室单因素条件实验,确定合成的优化工艺,得到了较为理想的结果。主要研究内容和结论如下：(1)经过化学分析测得煤矸石中二氧化硅的含量为51.79%,三氧化二铁和三氧化二铝含量为3.98%和22.58%。(2)单因素实验研究结果表明,在常压、反应温度为105-108℃(水和盐酸的共沸温度)条件下,得出用质量分数20%的盐酸浸取煤矸石中的铝的优化反应条件：煤矸石煅烧温度为650℃,酸浸时间为3h,加酸量为0.01908mol/g,固液比为1：4,浸出率可达63.7%。(3)通过对不同聚合条件下自制聚合氯化铝的盐基度和氧化铝的含量进行分析,得出优化的聚合条件为：聚合时间为30min、聚合温度为60℃、聚合pH值为3.7。自制聚合氯化铝的盐基度为60%、氧化铝的含量为10.06%,完全符合我国聚合氯化铝的国家标准(GB15892—1995)。(4)采用烧杯混凝实验对自制的聚合氯化铝和市售的聚合氯化铝混凝特性分别进行研究。实验结果表明自制聚合氯化铝絮凝剂对高岭土模拟废水处理的优化条件为：投加量500mg/L,废水的pH值为8,沉降时间为15min,搅拌速度为200r/min;市售PAC的优化条件为：投加量500mg/L、废水的pH值为9、沉降时间为15min、搅拌速度为200r/min。而且以煤矸石为原料制备的PAC处理高岭土废水效果优于市售的PAC处理效果。

煤矸石制备聚合氯化铝的研究及应用

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