由粉煤灰制備復(fù)合混凝劑的研究

朱芳芳

（安徽凈宇環(huán)保科技有限公司安徽合肥230001）

粉煤灰是燃煤電廠排出的固體廢棄物，我國(guó)火電廠粉煤灰的化學(xué)組成與粘土礦相似，可用于制取無(wú)機(jī)混凝劑。

1 試驗(yàn)原材料

試驗(yàn)所用粉煤灰由棗莊電廠，其化學(xué)組成見(jiàn)表1。

表1 粉煤灰的化學(xué)組成

2 制備工藝流程

制備工藝采用配浸，用粉煤灰制備聚硅酸鋁混凝劑的工藝流程見(jiàn)圖1。

圖1 硅酸鋁混凝劑制備方案

制備工藝采用配浸，首先應(yīng)確定配浸的反應(yīng)條件，即確定制備聚合鋁的最佳反應(yīng)條件，包括焙燒溫度、酸浸時(shí)HCl濃度、酸浸時(shí)固液比、酸浸時(shí)間。

3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析

3.1 焙燒溫度的確定

取一定量的棗莊粉煤灰于馬弗爐中分別在500℃、600℃、700℃、800℃溫度下，焙燒 2h，然后在 70℃下，用 25%HCl酸浸2h，固液比1∶8，攪拌速度為100r/min，試驗(yàn)結(jié)果如圖2所示。

圖2焙燒溫度－鋁的浸出率關(guān)系曲線

圖2 表明，當(dāng)溫度為600℃,時(shí)間為2h時(shí),粉煤灰中的鋁、硅有較高的浸取率。故最佳焙燒溫度應(yīng)為600℃。

3.2 酸浸時(shí)HCl濃度的確定

取最佳焙燒溫度（600℃）下焙燒好的棗莊粉煤灰，在70℃下，分別用25%和20%的HCl酸浸2h，固液比1∶8，攪拌速度為100r/min，試驗(yàn)結(jié)果如表2所示。

表2 HCl濃度與鋁的浸出率關(guān)系

表2表明，鋁的浸出率隨酸的濃度升高而增大，但是，由于鹽酸易揮發(fā)，且酸浸時(shí)反應(yīng)放熱，因此鹽酸濃度不能太高，選25%的HCl較為合理。

3.3 酸浸時(shí)固液比的確定

取最佳焙燒溫度（600℃）下焙燒好的棗莊粉煤灰，在70℃下，用 25%的 HCl酸浸 2h，分別取固液比為 1∶8、1∶5、1∶2，攪拌速度為100r/min，試驗(yàn)結(jié)果如圖3所示。

圖3固液比－鋁的浸出率關(guān)系曲線

圖3 表明，酸浸時(shí)最佳固液比選用1∶2。

3.4 酸浸時(shí)間的確定

取最佳焙燒溫度下焙燒好的棗莊粉煤灰，在70℃下，用25%的HCl酸浸酸浸時(shí)間分別取2h、1h、0.5h，固液比1∶5，攪拌速度為100r/min，試驗(yàn)結(jié)果如圖4所示。

圖4酸浸時(shí)間－鋁的浸出率關(guān)系曲線

圖4 表明，鋁的浸出率隨酸浸時(shí)間的增加而升高，酸浸時(shí)間為2h時(shí)鋁的浸出率最大，故酸浸時(shí)間應(yīng)取2h。

3.5 最佳制備條件

由上述實(shí)驗(yàn)可知，最佳反應(yīng)條件為焙燒溫度為600℃，焙燒時(shí)間為2h、酸浸用HCl濃度為25%，酸浸溫度為70℃，酸浸時(shí)間為2h，固液比為1：2，此時(shí)Al3＋的溶出率最高。故在進(jìn)行堿溶時(shí)應(yīng)選用此反應(yīng)條件下產(chǎn)生的濾渣進(jìn)行堿溶。

3.6 制備聚合硅酸鋁

稱取一定量焙燒后的粉煤灰，在最佳反應(yīng)條件下用HCl酸浸（一次酸浸），濾渣經(jīng)干燥后選用固體NaOH于700℃下高溫堿溶，濾渣與NaOH的質(zhì)量比為1:2。將堿溶后的物質(zhì)溶于水后進(jìn)行過(guò)濾，濾液中含有Na2SiO3。不溶物質(zhì)用HCl進(jìn)行二次酸浸，此時(shí)不溶物可全部溶解。將上述產(chǎn)生的三種溶液調(diào)節(jié)pH值后混合均勻，靜置24h陳化，即得到聚硅酸鋁混凝劑。

4 結(jié)論

通過(guò)實(shí)驗(yàn)得出以粉煤灰為原料制取聚硅酸鋁的可行性，同時(shí)得出以酸浸的方法制取聚硅酸鋁的最佳反應(yīng)條件。

[1]袁斌，呂松，袁世平聚硅硫酸鋁絮凝劑的研制及性能研究[J]哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2001，33(4)：562－565

[2]吳向陽(yáng),仰榴青.復(fù)合粉煤灰混凝劑的制備及試驗(yàn)研究[J]江蘇理工大學(xué)學(xué)報(bào)，2000，21(6)：93－97

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