[发明专利]一种用膨润土制备絮凝剂的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用膨润土制备絮凝剂的方法，属于无机物制备及应用的技术领域。

背景技术

煤炭洗选是洁净煤的重要方法，煤泥水的处理是煤炭洗选过程中的重要环节，入选原煤中由于细粒煤和粘土量的增加，导致煤泥水处理困难，目前，选煤厂处理煤泥水常用的处理方法是在煤泥水浓缩池中加入凝聚剂、絮凝剂或凝聚剂和絮凝剂的复配使煤泥水沉降，同时，由于洗选原煤的性质、地下成煤地质条件、成煤年代以及粘土种类含量的不同，使得煤泥水处理过程中多次更换絮凝剂，才能达到处理效果，为了解决上述问题，需要开发一种用于煤泥水洗选的絮凝剂。

絮凝剂主要有无机絮凝剂和高分子有机絮凝剂，目前，选煤常用的是聚丙烯酰胺类的有机高分子絮凝剂，虽然聚丙烯酰胺类絮凝剂具有用量少，絮凝速度快，受盐类、酸碱度及温度的影响较小，但聚丙烯酰胺多聚体难降解，价格高，极大的增大了生产成本，聚合单体丙烯酰胺具有强烈的神经毒性和强致癌性，已被列入禁用物质。

无机絮凝剂是由无机物组成的絮凝剂，具有价廉、原料易得的优点，但也存在架桥能力弱、稳定性差、缺乏网捕能力问题。

为了克服上述絮凝剂的缺陷，结合煤泥水洗选的特点，制备一种用于煤泥水洗选的絮凝剂是十分必要的。

膨润土是一种以蒙脱石为主要成分的粘土矿物，主要的矿物化学成分为SiO₂、Al₂O₃、Fe₂O₃、CaO，其晶体结构具有较大的比表面积，使膨润土具有较高的吸附性，膨润土晶胞带有负电荷，彼此同性相排斥，难凝聚成较大颗粒，因此，对膨润土进行改性处理，制备煤泥水洗选的絮凝剂是可行的。

发明内容

发明目的

本发明的目的是针对背景技术的情况，采用膨润土为原料，经提纯、改性、制成无机絮凝剂，以大幅度提高煤泥水处理效果，以提高煤炭洗选的质量和效率。

技术方案

本发明使用的化学物质材料为：膨润土、氯化铝、氢氧化钠、硼氢化钠、氯化亚铁、去离子水、氮气，其准备用量如下：以毫升、克、厘米³为计量单位

制备方法如下：

(1)精选化学物质材料

对制备使用的化学物质材料要进行精选，并进行质量纯度控制：

(2)配制膨润土悬浮液

称取膨润土10g±0.1g，量取去离子水100mL，加入到烧杯中，搅拌30min，然后放入超声波分散器中，分散时间30min，分散后成膨润土悬浮液；

(3)配制氯化铝水溶液

称取氯化铝2.67g±0.01g，量取去离子水100mL，加入到烧杯中，搅拌30min，成0.2mol/L的氯化铝水溶液；

(4)配制氯化亚铁水溶液

称取氯化亚铁20g±0.01g，量取去离子水100mL，加入烧杯中，搅拌30min，成1.58mol/L的氯化亚铁水溶液；

(5)配制氢氧化钠溶液

称取氢氧化钠2g±0.01g，量取去离子水100mL，加入烧杯中，搅拌30min，成0.5mol/L的氢氧化钠水溶液；

(6)配制硼氢化钠水溶液

称取硼氢化钠3.78g±0.01g，量取去离子水100mL，加入烧杯中，搅拌10min，成1mol/L的硼氢化钠水溶液；

(7)预制膨润土絮凝剂混合液

膨润土絮凝剂混合液的制备是在四口烧瓶中进行的，是在水浴、加热、搅拌、氮气保护和滴加碱性溶液的状态下完成的；

①将四口烧瓶置于水浴锅上，水浴锅中的水浴水要淹没四口烧瓶体积的4/5，在四口烧瓶上由左至右依次设置氮气管、滴液漏斗、搅拌器、酸碱度指示计；

②将膨润土悬浮液100mL加入四口烧瓶中；将氯化铝水溶液100mL加入四口烧瓶中；

③开启搅拌器，搅拌四口烧瓶中的混合液，搅拌时间2h；

④滴加氢氧化钠溶液，将氢氧化钠溶液加到滴液漏斗中，进行滴加，滴加速度为30mL/min，边滴加边搅拌，控制pH=11～12；

⑤氢氧化钠水溶液滴加完毕，开启水浴锅电加热器，加热水浴水及四口烧瓶，加热温度60℃；

⑥继续搅拌40min，然后停止搅拌、加热，四口烧瓶中的混合液静置冷却，温度降至25℃，成膨润土改性混合液；

膨润土改性混合液在加热搅拌、滴加氢氧化钠过程中将发生化学反应，反应式如下：