[发明专利]一种粉煤灰制备无机聚合絮凝剂的方法

说明书

本发明公开了一种粉煤灰制备无机聚合絮凝剂的方法，该方法采用粉煤灰碱性煅烧，氢氧化钠溶液浸取分离SiO₂和铝，浸出液酸化调pH值，分离得到聚硅酸铝，氢氧化钠溶液浸取渣酸浸，酸浸液蒸发浓缩，调pH值，聚合得到硫酸铁液体产品；本发明方法工艺流程和处理时间短，工艺设备简单，操作容易、安全，是一种工业废弃物综合利用的工艺技术路线，能达到二次资源综合利用，实现循环经济、节能减排目的。

技术领域

本发明属于工业固体废弃物利用领域，具体涉及一种粉煤灰制备无机聚合絮凝剂的方法。

背景技术

粉煤灰是煤粉经高温燃烧后形成的一种类似于火山灰的混合物质，主要来源于燃煤电厂、冶炼、化工和城市集中供热等部门或单位所排出的固体废物，是从煤燃烧后的烟气中收捕下来的细灰固体物料，是我国当前排量较大的工业废渣之一；随着我国的能源电力工业的迅速发展，带来了粉煤灰排放量的急剧增加，现阶段我国粉煤灰年排渣量已达3亿吨。我国火电厂粉煤灰的主要氧化物组成为SiO₂、Al₂O₃、FeO、Fe₂O₃、CaO、TiO₂等，其颗粒呈多孔型蜂窝状组织，比表面积较大，颗粒粒径范围为0.5~300μm,并且珠壁具有多孔结构，孔隙率高达50~80%，因此具有很高的吸附和反应活性，可作为二次资源综合利用。

无机聚合物絮凝剂由于能提供大量的络合离子，且能够强烈吸附胶体微粒，通过吸附、桥架、交联作用，从而使胶体凝聚，同时还发生物理化学变化，中和胶体微粒及悬浮物表面的电荷，降低了δ电位，使胶体微粒由原来的相斥变为相吸，破坏了胶团稳定性，使胶体微粒相互碰撞，从而形成絮状混凝沉淀，广泛应用于给水和污水处理领域。

发明内容

本发明的目的在于提供一种粉煤灰制备无机聚合絮凝剂的方法，该方法利用工业废弃物制取具有广泛应用的水处理剂，可达到二次资源综合利用，实现循环经济、节能减排目的。

本发明的技术方案如下：采用粉煤灰碱性煅烧，氢氧化钠溶液浸取分离SiO₂和铝，浸出液酸化调pH值，分离得到聚硅酸铝，氢氧化钠溶液浸取渣酸浸，酸浸液蒸发浓缩，调pH值，聚合得到硫酸铁液体产品。

本发明粉煤灰制备无机聚合絮凝剂的方法，具体操作如下：

（1）按照粉煤灰与碳酸氢钠的质量比为1:0.6~1.0的比例，分别称取两种物料，混合均匀后通入空气或氧气在600~800℃下煅烧2~3 h，然后冷却至室温后研磨，研磨至物料全部通过120目标准筛；

（2）按照10～15:1的液固质量比，向质量浓度为5～10％的氢氧化钠溶液中加入步骤（1）研磨后的物料，并于70~90℃下搅拌浸取4~6h，然后过滤分离得到固相物料和浸出液；

（3）在室温、搅拌下，向步骤（2）分离得到的浸出液中缓慢加入质量浓度为40～60％的硫酸溶液调节溶液pH值为5.5~7.5，然后搅拌反应1～2h，反应结束后静置陈化2.0~4.0h，过滤分离得到聚硅酸铝絮凝剂和沉淀滤液；

（4）按照5~8:1的液固质量比，向质量浓度为10～20％的硫酸溶液中加入步骤（2）分离得到的固相物料，并于70~90℃下搅拌浸取4~6h，然后过滤分离得到浸出渣和浸出液；

（5）将步骤（4）分离得到的浸出液在常压下蒸发浓缩至溶液密度为1.45~1.50，然后于90~110℃、搅拌下，向浓缩后的溶液中加入浓度为10~15%的氢氧化钠溶液调节浸出液pH值至2.0~3.0，并在90~110℃、搅拌条件下水解聚合1.0~2.0h，然后冷却，得到聚合硫酸铁液体产品；

（6）将步骤（3）分离得到的沉淀滤液在常压下蒸发浓缩，然后冷却至50～70℃，再离心分离，最后于100～120℃干燥4～6h，得到无水硫酸钠产品和母液，母液返回步骤（2）配制氢氧化钠溶液。