專利名稱：粉煤灰制備環(huán)境污染治理材料的清潔生產(chǎn)新工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于環(huán)境工程領(lǐng)域，涉及固體廢棄物的處理和資源化利用、廢水處理和材料制備等。
背景技術(shù)：
粉煤灰是燃煤熱電廠排出的固體廢棄物，其主要成分是SK)2、 A1203、 CaO、 Fe20j等， 同時(shí)還含有少量的其他物質(zhì)。近年來，粉煤灰在環(huán)境保護(hù)方面的利用引起了專家和學(xué)者的重 視，其主要方向?yàn)橐苑勖夯覟樵祥_發(fā)廉價(jià)高效吸附劑和利用粉煤灰制備廢水處理用聚硅酸 鹽新型復(fù)合混凝劑。
以粉煤灰為原料制備沸石吸附劑是粉煤灰資源化利用的一個(gè)新途徑。粉煤灰中的主要組 分為Si02和Al203，是合成沸石的理想原料。以粉煤灰為原料合成沸石，改變了粉煤灰的晶體 結(jié)構(gòu)，可以顯著提高粉煤灰的吸附和離子交換性能。目前文獻(xiàn)中常用的粉煤灰制備沸石吸附 劑方法有水熱合成法等。通常在堿的作用和加熱條件下進(jìn)行，常用的堿為NaOH、 KOH和 Na2C03等，其中以NaOH的效果最好。粉煤灰制備沸石吸附劑過程中與堿反應(yīng)會(huì)產(chǎn)生一定量 的堿性廢液，其中含有Si、 Al等許多有用元素，是制備高效聚硅酸鹽混凝劑理想原料。但這 些廢液通常直接廢棄，未能得到有效利用，這不但會(huì)造成嚴(yán)重的環(huán)境污染，還會(huì)造成資源的 浪費(fèi)，增加吸附劑成本。
混凝法是廢水處理中最重要的方法，是廢水處理工藝中應(yīng)用最普遍的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一，它 在很大程度上影響著后續(xù)流程的運(yùn)行工況、出水質(zhì)量和運(yùn)行成本。常用的混凝劑包括聚合氯 化鋁、聚合氯化鐵、聚合硫酸鋁、聚合硫酸鋁鐵、聚合氯化鋁鐵、聚丙烯酰胺等。聚硅酸鹽 是一類新型無機(jī)高分子混凝劑，是在聚硅酸和鋁鹽、鐵鹽等混凝劑的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的聚硅 酸與金屬鹽的復(fù)合產(chǎn)物，它同時(shí)具有電中和作用和吸附架橋作用，混凝效果好、且易于制備、 價(jià)格便宜。以粉煤灰為原料制備新型廢水處理用混凝劑聚硅酸鹽，可充分利用粉煤灰中的Si、 Al和Fe等成分，是粉煤灰高附加值資源化利用的另一個(gè)重要途徑。其制備過程通常包括酸 浸處理和堿處理，提取粉煤灰中的有效組分Si、 Al和Fe，廢渣通常廢棄，浪費(fèi)資源、也造 成環(huán)境污染。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明將粉煤灰制備吸附劑和混凝劑的方法結(jié)合起來，將粉煤灰制備混凝劑過程中產(chǎn)生 的廢渣用作制備吸附劑的原料，而將粉煤灰制備吸附劑過程中產(chǎn)生的廢液用作制備混凝劑的 原料，形成一種清潔生產(chǎn)的新工藝，即節(jié)約資源和能源，又保護(hù)環(huán)境。粉煤灰在酸處理(HCi、H2S04等)過程中，粉煤灰中的Fe203、 FeO和部分Ah03被酸溶解，反應(yīng)結(jié)束后進(jìn)行固液分離， 生成的可溶性鐵鹽和鋁鹽隨溶液轉(zhuǎn)移到濾液中，殘?jiān)米髦苽湮絼┑脑吓c堿溶液 (NaOH、 KOH、 NaCOs等)進(jìn)行反應(yīng)，殘?jiān)械腟i02和Al203與NaOH等堿溶液反應(yīng)，生成 硅酸鹽和鋁酸鹽等進(jìn)入溶液中。固液分離后，將濾液與酸處理所產(chǎn)生的濾液混合，調(diào)節(jié)pH值， 聚合反應(yīng)生成聚硅酸鋁鐵混凝劑。而堿處理的殘?jiān)?jīng)過烘干、水洗至中性，再干燥即得到粉 煤灰吸附劑。


附圖為粉煤灰制備環(huán)境污染治理材料的清潔生產(chǎn)新工藝框圖。
具體實(shí)施方式
以下通過實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。 實(shí)施例
在20g的球磨超細(xì)粉煤灰中加入濃度為1M、體積比為1:1的HCl和H2S04的混合酸及 一定量NaCl (助溶劑)和少量硫酸鐵，在8(TC水浴中攪拌反應(yīng)2h，過濾，收集濾渣和濾液。 將上述酸處理濾渣，加入80mL、 4.5M的NaOH溶液，在8(TC水浴中反應(yīng)4h，過濾、分離， 收集濾渣和濾液。
將酸處理所得濾液和堿處理所得濾液混合，用NaOH或HCI溶液調(diào)節(jié)pH、反應(yīng)聚合 3h，即得到粉煤灰基混凝劑,該混凝劑為聚硅酸鋁鐵混凝劑。用該混凝劑處理濁度為170.8NTU 的印鈔廢水，其濁度去除率可達(dá)92.63%。
將堿處理所得的濾渣烘干、水洗至中性，再干燥得到粉煤灰基吸附劑。該粉煤灰基吸附 劑對(duì)濃度為100mg/L的亞甲基蘭溶液和Cr"溶液，吸附量分別為5.56mg/g和1.98mg/g。
權(quán)利要求
1. 一種粉煤灰制備環(huán)境污染治理材料的清潔生產(chǎn)新工藝。包括以粉煤灰制備吸附劑和以粉煤灰制備混凝劑。其特征是制備混凝劑過程中酸處理產(chǎn)生的廢渣用作制備吸附劑的原料，而制備吸附劑過程中堿處理所產(chǎn)生的廢液用作制備混凝劑的原料。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的粉煤灰制備環(huán)境污染治理材料的清潔生產(chǎn)新工藝， 其特征是制備粉煤灰吸附劑所釆用的堿為NaOH、 KOH、 1^2<:03等，粉煤灰 制備的吸附劑是經(jīng)堿處理后部分沸石化的粉煤灰吸附劑。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的粉煤灰制備環(huán)境污染治理材料的清潔生產(chǎn)新工藝， 其特征是制備粉煤灰基混凝劑所采用的酸為HC1、 H2S04等及其混合酸，所制 備的混凝劑為聚硅酸鋁鐵復(fù)合混凝劑。
全文摘要
本發(fā)明屬于環(huán)境工程領(lǐng)域，涉及固體廢物資源化利用和廢水處理等。公開了一種粉煤灰制備環(huán)境污染治理材料的清潔生產(chǎn)新工藝。該工藝根據(jù)粉煤灰的組成和性質(zhì)，將粉煤灰制備沸石吸附劑過程中所產(chǎn)生的廢液用作粉煤灰制備聚硅酸鹽復(fù)合混凝劑的原料，而將粉煤灰制備聚硅酸鹽復(fù)合混凝劑過程中所產(chǎn)生的廢渣用作粉煤灰制備沸石吸附劑的原料，科學(xué)有效的利用了粉煤灰中的有效成分，減少制備過程中所造成的環(huán)境污染和資源浪費(fèi)。
文檔編號(hào)C02F1/52GK101456612SQ20081015042
公開日2009年6月17日 申請(qǐng)日期2008年7月23日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月23日
發(fā)明者劉轉(zhuǎn)年 申請(qǐng)人:劉轉(zhuǎn)年