由粉煤灰制备复合混凝剂的研究

朱芳芳

（安徽净宇环保科技有限公司安徽合肥230001）

粉煤灰是燃煤电厂排出的固体废弃物，我国火电厂粉煤灰的化学组成与粘土矿相似，可用于制取无机混凝剂。

1 试验原材料

试验所用粉煤灰由枣庄电厂，其化学组成见表1。

表1 粉煤灰的化学组成

2 制备工艺流程

制备工艺采用配浸，用粉煤灰制备聚硅酸铝混凝剂的工艺流程见图1。

图1 硅酸铝混凝剂制备方案

制备工艺采用配浸，首先应确定配浸的反应条件，即确定制备聚合铝的最佳反应条件，包括焙烧温度、酸浸时HCl浓度、酸浸时固液比、酸浸时间。

3 实验结果及分析

3.1 焙烧温度的确定

取一定量的枣庄粉煤灰于马弗炉中分别在500℃、600℃、700℃、800℃温度下，焙烧 2h，然后在 70℃下，用 25%HCl酸浸2h，固液比1∶8，搅拌速度为100r/min，试验结果如图2所示。

图2焙烧温度－铝的浸出率关系曲线

图2 表明，当温度为600℃,时间为2h时,粉煤灰中的铝、硅有较高的浸取率。故最佳焙烧温度应为600℃。

3.2 酸浸时HCl浓度的确定

取最佳焙烧温度（600℃）下焙烧好的枣庄粉煤灰，在70℃下，分别用25%和20%的HCl酸浸2h，固液比1∶8，搅拌速度为100r/min，试验结果如表2所示。

表2 HCl浓度与铝的浸出率关系

表2表明，铝的浸出率随酸的浓度升高而增大，但是，由于盐酸易挥发，且酸浸时反应放热，因此盐酸浓度不能太高，选25%的HCl较为合理。

3.3 酸浸时固液比的确定

取最佳焙烧温度（600℃）下焙烧好的枣庄粉煤灰，在70℃下，用 25%的 HCl酸浸 2h，分别取固液比为 1∶8、1∶5、1∶2，搅拌速度为100r/min，试验结果如图3所示。

图3固液比－铝的浸出率关系曲线

图3 表明，酸浸时最佳固液比选用1∶2。

3.4 酸浸时间的确定

取最佳焙烧温度下焙烧好的枣庄粉煤灰，在70℃下，用25%的HCl酸浸酸浸时间分别取2h、1h、0.5h，固液比1∶5，搅拌速度为100r/min，试验结果如图4所示。

图4酸浸时间－铝的浸出率关系曲线

图4 表明，铝的浸出率随酸浸时间的增加而升高，酸浸时间为2h时铝的浸出率最大，故酸浸时间应取2h。

3.5 最佳制备条件

由上述实验可知，最佳反应条件为焙烧温度为600℃，焙烧时间为2h、酸浸用HCl浓度为25%，酸浸温度为70℃，酸浸时间为2h，固液比为1：2，此时Al3＋的溶出率最高。故在进行碱溶时应选用此反应条件下产生的滤渣进行碱溶。

3.6 制备聚合硅酸铝

称取一定量焙烧后的粉煤灰，在最佳反应条件下用HCl酸浸（一次酸浸），滤渣经干燥后选用固体NaOH于700℃下高温碱溶，滤渣与NaOH的质量比为1:2。将碱溶后的物质溶于水后进行过滤，滤液中含有Na2SiO3。不溶物质用HCl进行二次酸浸，此时不溶物可全部溶解。将上述产生的三种溶液调节pH值后混合均匀，静置24h陈化，即得到聚硅酸铝混凝剂。

4 结论

通过实验得出以粉煤灰为原料制取聚硅酸铝的可行性，同时得出以酸浸的方法制取聚硅酸铝的最佳反应条件。

[1]袁斌，吕松，袁世平聚硅硫酸铝絮凝剂的研制及性能研究[J]哈尔滨工业大学学报，2001，33(4)：562－565

[2]吴向阳,仰榴青.复合粉煤灰混凝剂的制备及试验研究[J]江苏理工大学学报，2000，21(6)：93－97

[3]李晓湘.利用粉煤灰研制高效无机混凝剂聚硅酸铝[J]环境工程，2002，20(1)：51-54