文档介绍：论文题目:利用晋城煤矸石制备聚合氯化铝铁及其性能评价
专业:应用化学
姓名:杨正虎(签名)
指导导师:蔡会武(签名)
摘要
聚合氯化铝铁(PAFC)作为一种无机高分子絮凝剂已广泛应用于水质净化和污水处
理。我国煤矸石资源非常丰富,煤矸石中含有一定量的 Al、Fe 元素,可以作为制备聚合
氯化铝铁的廉价原料。
本文以煤矸石和硫酸废渣为原料,采用两步法制备聚合氯化铝铁。通过正交实验及
单因素实验研究了焙烧温度、焙烧时间、酸浸温度、酸浸时间和液固比等因素对煤矸石
中氧化铝溶出率的影响;研究了聚合反应中铝酸钙粉加入量、反应温度、反应时间等对
聚合氯化铝铁盐基度的影响;对产品的理化性能进行了分析与测试,并对产品进行了净
化生活废水和印染废水的实验研究,得到如下结论:
用煤矸石和硫酸废渣制备聚合氯化铝铁的工艺流程为:首先将一定粒度的煤矸石焙
烧,焙烧后加入一定量的硫酸废渣(调节 Fe 含量),然后与适量的盐酸混合进行酸浸反
应。将酸浸液过滤,滤液加热搅拌进行聚合反应,并加入适量的铝酸钙粉增加产品的氧
化铝含量,同时调节产品盐基度。反应一定时间后,冷却熟化即为液体聚合氯化铝铁,
继续蒸发干燥可得固体聚合氯化铝铁。
正交实验及单因素实验优化的煤矸石焙烧最佳工艺参数为:焙烧温度 800℃、焙烧
时间 ;优化的酸浸反应最佳工艺参数为:酸浸温度 105℃、酸浸时间、液固比
为。对氧化铝浸出率的影响程度由大到小依次为:焙烧温度>酸浸温度>酸浸时
间>液固比>焙烧时间。在最优条件下煤矸石中氧化铝的溶出率为 %。优化的聚合反
应最佳工艺参数为:加入铝酸钙粉的百分比为 25%(以 10g 煤矸石为基准)、反应温度
98℃、反应时间 4h 。制得固体产品中 Al2O3 含量 %,铁含量 %,盐基度 %。
通过红外光谱分析表明,PAFC 当中既有以羟基架桥联结的铝聚合物,又有以羟基
架桥联结的铁聚合物,与文献报道的 PAC 结构稍有不同;由 PAFC 的凝胶色谱可知,采
用两步法制备聚合氯化铝铁,合理的控制条件,可以获得分子量较大,聚合度较高的产
品;通过热重分析可知,产品失重主要在 40~150℃和 150~600℃两个阶段,在 600℃之
后样品的质量基本不再变化。
将产品用于生活废水处理,当水样的 pH 在 ~ 时,浊度、COD、色度去除率可
分别达到 % 、% 、86%;用于印染废水处理,其絮凝沉降速度快,形成的矾花
大而密实,产品的加入量为 300mg/L 时,印染废水的色度、浊度、 COD 的去除率分别
可以达到 %、%、%,去除效果均优于市售产品。
关键词:聚合氯化铝铁;煤矸石;硫酸废渣;焙烧;酸浸;聚合;絮凝
研究类型:应用研究
Subiect :Preparationof Polymericaluminumferric chloride(PAFC)
fromJin cheng coal gangue and performanceevaluation
Specialty :AppliedChemistry
Name :Yang Zhenghu (Signature)
Instructor :Cai Huiwu (Signature)
ABSTRACT
Polymeric aluminum ferric chloride(PAFC)as anic polymer ulant which is
widely used for water purification and wastewater treatment. Coal gangue resources is very
richin China. Coal gangue contains a certain amount of Al and Fe elements, and could be used
as cheap raw materialsfor PAFCpreparation.
This paper taking two-step method for preparing PAFC, with coal gangue and waste
residue of sulfate as the material. Studied the effects of particle size, calcination temperature,
acid leaching temperature, acid leaching time and liquid-soli