煤矸石制备聚合氯化铝铁钙的形态表征与混凝性能研究.pdf

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1、第14卷第1期安全与环境学报Vo1．14No．12014年2月JournalofSafetyandEnvironmentFeb．，2014文章编号：1009．6O94【2014}01．0212—04将煤矸石(辽阳红阳煤田四井中煤矿床，位于辽阳两马峰镇)破碎至2mm以下，在马弗炉中于750℃煅烧2h，盐酸酸煤矸石制备聚合氯化铝溶3h，过滤后滴加NaOH调节pH值至3．7，60℃下聚合反应3Omin，室温下熟化3．5h，蒸发干燥后制得棕黄色固体。煤矸铁钙的形态表征与石成分见表1。混凝性能研究1．2扫描电子显微镜／X射线能谱分析采用SSX一550扫

2、描电子微镜和x射线能谱仪(}

3、本岛何丽莉一，徐新阳津公司)对制备的PAFCC进行分析，扫描电子微镜分辨率(1东北大学资源与土木工程学院，沈阳110819为3．5nm，加速电压30kv，钨灯丝经样品镀金处理。x射线2辽阳职业技术学院化工系，辽宁辽阳111004)能谱仪加速电压15kV，样品电流1nA，取出角度35。，lr作距离17mm。摘要：为了探讨从煤矸石中酸溶制备得到的聚合氯化铝铁钙1．3红外光谱分析(pAvcc)的形态与混凝性能，利用扫描电镜、红外光谱、X射线衍射分采用FTIR红外光谱仪(美国PE公司)对PAFCC进行红析技术对聚合氯化铝

4、铁钙的结构进行了表征，对比研究了PAFCC与外光谱分析，分辨率4cm‘。，扫描频数60，扫描范围450～4000PAC(工业聚合氯化铝)处理高岭土废水的混凝性能。结果表明，制备em～的PAFCC具有类空心管柱状结晶体的形貌，是一种含氯的铝、铁多羟，溴化钾做母质压片。1．4X射线衍射分析基聚合物，推测其分子通式为[AIFeCa2NaO22(OH)]CI(24)·采用荷兰PW3040／60X’PertProMPDx射线衍射仪对nH20，0≤≤5，0≤y≤24。用PAFCC与PAC做高岭土废水处理对比PAFCC进行X射线射分析，cu靶，电压40kv

5、，电流40mA，连试验，PAFCC的混凝效果及污泥过滤脱水性能均优于PAC。续扫描，扫描速度8min，扫描范围5。～70。。样品研磨至75关键词：环境工程学；聚合氯化铝铁钙；形态表征；混凝性能；污泥脱水m，置于样品座L用玻片平。中图分类号：X705文献标识码：A1．5混凝及污泥比阻试验DOI：J．issn．1009-6094．2014．01049高岭土废水水样质量浓度为2000mg／L，在药剂投加量250mg／L、pH值为8—9、沉降15min、搅拌速度200r／min的条0引言件下分别投加PAFCC与PAC，测定处婵水质的浊度，进行对我国是

6、煤炭生产大国，煤产量位居世界第一⋯。煤的利比试验l。用促进了社会经济的增长，但在开采过程中产牛了大量固体取废水处理后的污泥200mL，进行真空抽滤比阻测定试废弃物——煤矸石，给环境造成_『严重的影响。我同煤矸验ll⋯。过滤材料为定性滤纸，过滤面积为63．59cm，真度石的积存量达34亿t以上，占地面积达13000多km2，且每年P为5．00×lO4Pa，滤液黏度为1．2×10～Pa-S。以1．7亿t的速度增长J。近年来，煤矸石综合利用水平不断2结果与讨论提高，在生产水泥、混凝土、砖、陶粒、砂浆及道路：[程、农用肥料、发电、化工填料等方面都有广

7、泛的应用。2．1扫描电镜形貌观察煤矸石主要由A1203、Fe203、CaO和SiO2组成，富含制备兀采用扫描电镜对PAFCC进行形貌观察，见图1。机高分子絮凝剂的主要成分，其含鼍总和通常存95％以上，由图1(a)可知，PAFCC的显微结构呈类空心管柱状晶其中氧化铝的含量较高，因此利用煤矸石制备聚合氯化铝类体，与水泥中形成的空心管状的钙矾⋯(CA·3CS·H)和短柱状的铁铝酸盐(C，F)形态相近。由图1(b)可知，PAFCC絮凝剂是可行的。目前，有关煤矸石制备聚合氯化铝的试验中含有氧、钠、镁、铝、钾、钙、铁、氯，其中含嚣较多的冗素为研究及其在水

8、处理领域应用文献较多『5。，主要研究制备方氧、钠、铝、铁、钙、氯。从形貌观察结果可以推断，PAFCC中的法、工艺条件及在水处理应用中的工艺条件和作用机等。铝、铁、钙经煅烧反应发生变化，形成了兼有类钙矾(3CaO·但关于煤矸石制备聚合氯化铝的形态研究，尤其是铁、钙的存AhO3·3CASO4·3lH2O)和类铁铝酸盐(C2AF1一(=0～0．67))在对形态的影响及在矿业废水处理、污泥脱水处理过程等方面研究较少。本文利用电镜扫描、红外光谱、x射线衍射分析结构的物质。据文献l12i报道，煤矸石主要成分为高岭石，足由一层硅检测技术对PAFCC的结构进

9、行表征，同时对PAFCC处理矿业废水及污泥脱水性能进行研究。氰四面体和一层铝氧八面体层构成的1：1型层状硅酸盐矿物，其中sj和Al的配位数分别为4和6。煤矸在加热到