以煤矸石为原料制备液体聚合氯化铝(LPAC)混凝剂研究

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1、内蒙古人学硕f?学位论文以煤矸石为原料制备液体聚合氯化铝(LPAC)混凝剂研究摘要煤矸石废料是内蒙古自治区最大的固体污染源，煤矸石资源化一直是科研和工程界的难题。本课题以内蒙古维泰高岭土开发有限责任公司为生产基地，采用煤矸石为原料，经酸溶二步法合成液体聚合氯化铝絮凝剂(LPAC)，通过工艺优化基本解决了长期来认为酸溶二步法生产聚合氯化铝成本高工艺复杂的问题：同时以洗煤厂、火电厂、水务公司为性能试验基地，对于LPAC的效果进行综合评价。经过两年多的运行和优化，达到了15000T的年生产能力，其工艺为回转窑焙烧，温度750—85

2、0℃，保温2h，然后在反应釜内经过高温加压酸溶，反应釜温度为120℃，盐酸浓度控制在14％左右，煤矸石粉：14％的HCl溶液质量比控制在l：2．2左右，保温2h，加入石灰石粉作为盐基度调节剂，将氧化铝浓度和盐基度控制在9％和40～60％之间，冷却至70*(2以下后压滤去除固体不溶物质，将滤液进一步加热调理，控制其氧化铝在10％以上，盐基度在60％左右，即可包装进入成品仓库。通过性能小试，LPAC对于高浊度低透光率的洗煤废水，可以去掉其中的煤泥，达到回用洗煤要求。对于低、中、高浊度的黄河水样浊度去除小试试验中，LPAC对于高浊

3、度黄河水样的浊度去除率可以达到91．5％，剩余浊度由77NTU降至6．55NTU，絮凝处理中等浊度黄河水样浊度去除率可以达到83．6％，剩余浊I以煤矸钉为原料制箭液体聚仓氯化铝(LPAC)混凝剂研究度由27。25NTU降至4．47NTU，絮凝处理低浊度黄河水样浊度去除率可以达剑80％，剩余浊度由5．4NTU降至1．14NTU。LPAC性能明显优于在用的各种固体及酸溶一步法合成的液体PAC产品。通过生产性性能试验，LPAC对工业废水的絮凝处理浊度去除率可以达到90．6％，LPAC使用量(以A1203计)仅为固体PAC使用量的5

4、0％时，其剩余浊度由108NTU降至10．2NTU左右，满足服务用水和杂用水回用的要求，有效降低了残余铝对于土壤和地下水的污染。对于浊度为598NTU的高浊度黄河水，LPAC絮凝处理后出水浊度达到3NTU以下。对于低温(O．钆O．8℃)低浊(180NTU)和进水流量变化较大(920—2249t／h)的黄河水，LPAC处理后浊度由180NTU降至10NTU以下且保持出水浊度稳定，确定了LPAC加药量控制在20～40mg／L。通过X射线衍射对于LPAC进行分析可知，LPAC产品中含有All3Cll5结构，在水处理中发挥了很大作用

5、，煤矸石焙烧激活机理为：A1203"2S102"2H20(高岭石)骂A1203"2Si02(偏高岭石)+2H203A1203"2Si02(偏高岭石)兰塑33A1203"2Si02(莫来石)+4Si02经过环境影响评价，LPAC的生产和销售符合清洁生产的要求。经过经济技术分析，LPAC的生产成本为496．99元／吨。LPAC对于黄河水的处理成本为0．0719元／吨，固体PAC处理成本为0．0969元／吨。以煤矸石为原料，经酸溶二步法生产的LPAC生产成本低，水处理出水效果好，产生了良好的经济效益和社会效益，具有很大的应用前景。

6、关键词：煤矸石，液体聚合氯化铝，混凝剂，混凝工艺，酸溶二步法，生产性试验内蒙古人学硕fj学位论文RESEARCHINTOTHELIQUIDPOLYALUMINIUMCHLORIDE(LPAC)COAGULANTPREPAREDBYCOALGANGUEABSTRACTTheresourcereclamationandreusetechnologyofcoalganguewhichisthemaincontaminationsourceinInnerMongoliaProvincearemajorproblemsforscien

7、tistsandengineers．LiquidPolyaluminiumChloride(LPAC)coagulantwaspreparedbycoalgangueasitsrawmaterialsandacid·-leaching-·two··stepmethodasitsprocessflow,andWeiTaiKaoliniteDevelopmentalCo．，Ltdasitsproductionbaseandcoalwashingplants，thermalpowerplants，watersupplycorpor

8、ationsasitsperformancetestingbases，theproblemsofhighproductioncostandcomplexprocessweresuccessfullysolvedthroughprocessflowoptimizationandtheperf