專利名稱：：利用電廠爐渣、煤矸石生產(chǎn)聚合氯化鋁鐵復(fù)合凈水劑的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明是利用電廠爐渣或煤矸石生產(chǎn)聚合氯化鋁鐵復(fù)合凈水劑，尤其是利用煤炭幵采、洗選加工過程中產(chǎn)生的固體廢棄物一煤矸石為主要原料生產(chǎn)的一種凈水劑。該凈水劑主要用于工業(yè)用水、工業(yè)廢水、生活污水等的凈化處理。
背景技術(shù)：
：煤矸石的組成主要為無(wú)機(jī)物，含有大量的鋁、鐵、硅等無(wú)機(jī)化合物及其他微量元素，上述化合物均為有用的工業(yè)原料，如直接堆放、廢棄，將是對(duì)資源的一種極大浪費(fèi)，尤其是對(duì)于我國(guó)這樣的一個(gè)資源較為匱乏的國(guó)家，這種浪費(fèi)更應(yīng)該是加以杜絕的。據(jù)分析測(cè)算，協(xié)莊礦區(qū)生產(chǎn)的煤矸石含鋁量約為22%以上(以氧化鋁計(jì))，含鐵量約為8%以上(以氧化鐵計(jì))，上述廢渣中的鋁、鐵含量均相當(dāng)可觀，具有實(shí)際回收利用價(jià)值?，F(xiàn)有技術(shù)當(dāng)中存在利用粉煤灰制取凈水劑的工藝。由于粉煤灰是經(jīng)過高溫燃燒產(chǎn)生的，其中約9096的Si02及Al203呈玻璃態(tài)，主要以3A1203Si02(紅柱石)的形式存在，而不以活性Y—Al203的形式存在，因此很難用酸直接溶解出來(lái)。因此打開粉煤灰的A1—Si鍵，使Al203自玻璃體中釋放出來(lái)，制備絮凝劑一直存在很多問題。隨著我國(guó)工業(yè)的發(fā)展和環(huán)保法規(guī)的不斷完善，廢水的處理規(guī)模不斷增大，廢水的處理力度亦將不斷加強(qiáng)。上述廢水處理水平的提高，必將帶動(dòng)水處理化學(xué)品市場(chǎng)的不斷發(fā)展，對(duì)水處理化學(xué)品的需求量將大量增加。國(guó)內(nèi)生產(chǎn)聚合氯化鋁鐵(PAFC)的方法有許多，在原料選擇、生產(chǎn)工藝路線方面各有自己的特點(diǎn)，目前主要以酸溶一步法、酸浸中和兩步法、凝膠法、熱分解法等為主；常用原料主要有(l)單質(zhì)鋁(鋁錠、鋁灰、鋁屑等各種鋁加工下腳料)；(2)含鋁礦物(如鋁土礦、粘土、高嶺土、明礬石、煤矸石等)；(3)鋁鹽化合物(如三氯化鋁、硫酸鋁等)；(4)粉煤灰等。我國(guó)生產(chǎn)聚合氯化鋁鐵(PAFC)所采用原料主要為因地制宜地開發(fā)利用自身的礦物資源。我國(guó)聚合氯化鋁鐵生產(chǎn)的起步源于以鋁灰作原料。由于鋁灰原料成本低廉，生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)練，其生產(chǎn)工藝七十年代在我國(guó)迅速普及。但鋁灰生產(chǎn)的聚合氯化鋁產(chǎn)品雜質(zhì)較多，八十年代后已不再用于自來(lái)水的凈化。八十年代初，聚合氯化鋁鐵的生產(chǎn)原料主要采用粘土礦、高嶺土礦和鋁土礦生產(chǎn)出的聚合氯化鋁產(chǎn)品，除鐵以外，其它的指標(biāo)可達(dá)到國(guó)外先進(jìn)水平。鋁土礦是陶瓷行業(yè)和煉鋁的主要原料，是國(guó)家不可再生的礦產(chǎn)資源，以鋁土礦為主要原料生產(chǎn)聚合氯化鋁鐵凈水劑需要有球磨和熟化過程，需兩步合成，生產(chǎn)流水線長(zhǎng)、占地面積大、工藝復(fù)雜、生產(chǎn)成本高。表l協(xié)莊煤礦煤矸石的主要成分<table>tableseeoriginaldocumentpage4</column></row><table>表2協(xié)莊煤礦光明電廠爐渣的主要成分<table>tableseeoriginaldocumentpage4</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>本發(fā)明的目的在于提供一種利用電廠爐渣、煤矸石生產(chǎn)生產(chǎn)聚合氯化鋁鐵復(fù)合凈水劑的方法。該方法不僅原料宜得，而且工藝簡(jiǎn)單，同時(shí)降低了煤炭工業(yè)和發(fā)電廠對(duì)環(huán)境的污染，可謂一舉多得，是生產(chǎn)聚合氯化鋁的綠色工藝，發(fā)展前景十分廣闊。其包括如下步驟步驟l粉碎將煤矸石或電廠爐渣粉碎至粒徑8mm以下；步驟2細(xì)碎酸溶將焙燒后的煤矸石或矸石熱電廠爐渣粉碎至60目左右，用質(zhì)量濃度為15%20%的鹽酸在100110°0的常壓條件下連續(xù)酸溶，酸溶設(shè)備采用釜法，用蒸汽直接加熱，酸溶過程中用攪拌器攪拌，加熱反應(yīng)時(shí)間為34小時(shí)；步驟3濃縮聚合將酸溶母液送入搪瓷釜內(nèi)，在負(fù)壓狀態(tài)下用蒸汽加熱進(jìn)行濃縮，當(dāng)母液濃縮蒸發(fā)掉4550%時(shí)，停止加熱濃縮，然后投入一定量的鋁酸鈣粉，進(jìn)行聚合反應(yīng)和堿度調(diào)整反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)間24小時(shí)后，進(jìn)行自然冷卻，冷卻至6(TC左右，再次進(jìn)行壓榨過濾，壓出的液體即為聚合氯化鋁鐵產(chǎn)品。或?qū)⑺崛苣敢褐苯訉?dǎo)入聚合調(diào)整池進(jìn)行加熱，然后投入一定比例的鋁酸鈣粉進(jìn)行聚合和堿度調(diào)整，生成物即為聚合氯化鋁鐵成品；步驟4濃度調(diào)整將上一步生產(chǎn)的聚合氯化鋁鐵，根據(jù)測(cè)得比重和要求的濃度進(jìn)行配水調(diào)整，生產(chǎn)液即可灌裝銷售。步驟5如生產(chǎn)固體產(chǎn)品，可將步驟3生成的液體經(jīng)烘缸干燥或采用氣霧干燥法生產(chǎn)，即得到固體聚合氯化鋁鐵成品。本發(fā)明得以實(shí)施，不僅可大量消耗礦區(qū)附近堆積的煤矸石，從而釋放大量土地，而且廢渣堆積造成的環(huán)境生態(tài)問題亦可迎刃而解，同時(shí)，由于以上述廢渣為原料制備的凈水劑生產(chǎn)成本低廉，具有很強(qiáng)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，預(yù)計(jì)在短時(shí)間內(nèi)就可占領(lǐng)大量市場(chǎng)份額，必將給項(xiàng)目投資者帶來(lái)可觀的經(jīng)濟(jì)效益。矸石熱電廠爐渣主要成分與煤矸石接近，而且在燃燒過程中煤矸石己得到充分煅燒，矸石中部分三氧化二鋁的活性己被激活，非常有利于氧化鋁的析出，對(duì)提高三氧化二鋁的滲出率非常有利，而且用該種原料生產(chǎn)可免去矸石煅燒活化的過程，可大大降低生產(chǎn)成本，因此利用電廠爐渣生產(chǎn)聚合氯化鋁鐵具有很好的發(fā)展前景。本發(fā)明根據(jù)申請(qǐng)人工業(yè)化中試研究和經(jīng)驗(yàn)積累，并經(jīng)有關(guān)廠家試用，效果良好。氧化鋁含量、密度、鹽基度、PH值等主要指標(biāo)己達(dá)到HG/T2677-95工業(yè)聚合氯化鋁的指標(biāo)要求，隨著不斷的技術(shù)工藝改進(jìn)，產(chǎn)品質(zhì)量正在逐步提高，事實(shí)證明我們的工藝路線是可行的。具體實(shí)施方式實(shí)施例l將5噸的煤矸石加入到反應(yīng)釜，同時(shí)注入質(zhì)量百分比為24%的工業(yè)廢鹽酸3噸，注入清水2噸，加入重量份為O.2噸的氯化鉀、0.22噸的氯化鈣，并在反應(yīng)釜內(nèi)充分?jǐn)嚢?，將反?yīng)釜密閉，防止酸揮發(fā)。注入蒸汽進(jìn)行加熱，加熱至100—11(TC，反應(yīng)2—3小時(shí)。反應(yīng)完畢后將物料冷卻至70—8(TC進(jìn)行渣液分離。分離液進(jìn)入另一反應(yīng)釜加入鹽基度調(diào)整劑進(jìn)行聚合調(diào)整，控制聚合反應(yīng)的時(shí)間為1一2小時(shí)，溫度為90—IOO'C。聚合反應(yīng)完成后冷卻至7(TC趁熱進(jìn)行渣液分離，分離液即液體產(chǎn)品，其液體產(chǎn)品中，氧化鋁的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為IO.1%，氧化鐵質(zhì)量分?jǐn)?shù)1.4%，水不溶物的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為O.7%，鹽基度是58。液體產(chǎn)品經(jīng)過濃縮干燥后即為固體產(chǎn)品。實(shí)施例2將5噸的爐渣加入到反應(yīng)釜，同時(shí)注入質(zhì)量百分比為24%的工業(yè)廢鹽酸3噸，注入清水2噸，加入重量份為0.2噸的氯化鈉，并在反應(yīng)釜內(nèi)充分?jǐn)嚢瑁瑢⒎磻?yīng)釜密閉，防止酸揮發(fā)。注入蒸汽進(jìn)行加熱，加熱至iio—12(TC，反應(yīng)2_3小時(shí)。反應(yīng)完畢后將物料冷卻至70—8(TC進(jìn)行渣液分離。分離液進(jìn)入另一反應(yīng)釜加入鹽基度調(diào)整劑進(jìn)行聚合調(diào)整，控制聚合反應(yīng)的時(shí)間為l一2小時(shí)，溫度為95—10(TC。聚合反應(yīng)完成后冷卻至7CTC趁熱進(jìn)行渣液分離，分離液即液體產(chǎn)品，其液體產(chǎn)品中，氧化鋁的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10.18%，氧化鐵質(zhì)量分?jǐn)?shù)1.5%，水不溶物的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為O.8%，鹽基度是81。液體產(chǎn)品經(jīng)過濃縮干燥后即為固體產(chǎn)品。權(quán)利要求1、利用電廠爐渣、煤矸石生產(chǎn)聚合氯化鋁鐵復(fù)合凈水劑的方法，其包括如下步驟步驟1粉碎將電廠爐渣或煤矸石粉碎至粒徑8mm以下；步驟2細(xì)碎酸溶將電廠爐渣或焙燒后的煤矸石粉碎至60目左右，用質(zhì)量濃度為20％的鹽酸在100～110℃的常壓條件下連續(xù)酸溶，酸溶設(shè)備采用釜法，用蒸汽直接加熱，酸溶過程中要進(jìn)行攪拌，溶出液用壓濾機(jī)進(jìn)行渣液分離；步驟3濃縮聚合將酸溶母液送入搪瓷釜內(nèi)，在負(fù)壓狀態(tài)下用蒸汽加熱進(jìn)行濃縮，當(dāng)母液濃縮蒸發(fā)掉45～50％時(shí)，停止加熱濃縮，然后投入一定量的鋁酸鈣粉，進(jìn)行聚合反應(yīng)和堿度調(diào)整反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)間2～4小時(shí)后，進(jìn)行自然冷卻，冷卻至60℃左右，再次進(jìn)行壓榨過濾，壓出的液體即為聚合氯化鋁鐵產(chǎn)品?；?qū)⑺崛苣敢褐苯訉?dǎo)入聚合調(diào)整池進(jìn)行加熱，然后投入一定比例的鋁酸鈣粉進(jìn)行聚合和堿度調(diào)整，生成物即為聚合氯化鋁鐵成品；步驟4濃度調(diào)整將上一步生產(chǎn)的聚合氯化鋁鐵，根據(jù)測(cè)得比重和要求的濃度進(jìn)行配水調(diào)整，生產(chǎn)液即可灌裝銷售。步驟5如生產(chǎn)固體產(chǎn)品，可將步驟3生成的液體經(jīng)烘缸干燥或采用氣霧干燥法生產(chǎn)，即得到固體聚合氯化鋁鐵成品。全文摘要本發(fā)明公開了一種利用電廠爐渣、煤矸石生產(chǎn)聚合氯化鋁鐵復(fù)合凈水劑的方法，該方法不僅原料宜得，而且工藝簡(jiǎn)單，同時(shí)降低了煤礦、電廠等工業(yè)對(duì)環(huán)境的污染，可謂一舉多得，是生產(chǎn)聚合氯化鋁的綠色工藝，發(fā)展前景十分廣闊。文檔編號(hào)C01G49/10GK101559987SQ20091001570公開日2009年10月21日申請(qǐng)日期2009年5月26日優(yōu)先權(quán)日2009年5月26日發(fā)明者張新勇,袁秋新,郎秀勇,鄭朝勇申請(qǐng)人:泰安天元節(jié)能環(huán)保工程有限責(zé)任公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