粉煤灰中铝、铁的提取

我国煤炭资源丰富,在一次性能源消费中占很大比重,其中用于直接燃烧与转化的占%以上,燃烧后粉煤灰排放高达亿t,严重影响了环境质量并危害人体健康-。

目前粉煤灰累计堆积量已达多亿吨,占用大量的土地,因此如何高效利用和处理粉煤灰是一项十分重要而紧迫的任务。早在年-,美国人Anon首先发现粉煤灰中氧化物具有火山灰特性,维斯在年将粉煤灰应用于混凝土中,之后,粉煤灰的资源化研究及开发利用从未间断。但目前粉煤灰利用率粉煤灰中铝、铁的提取还较低,其综合利用在我国仍存在以下问题首先,粉煤灰成分较为复杂,各种成分都可单独利用,但建材建筑行业是原灰直接利用-,未发挥出粉煤灰的综合利用效益;此外,由于粉煤灰的原灰成分混杂,各行业使用粉煤灰用量很小,从而限制粉煤灰的综合利用。我国学者在粉煤灰开发利用方面进行了大量的研究,要真正实现粉煤灰的资源化利用,化害为利,变废为宝,必须提高粉煤灰的利用率。

现代科学技术能从粉煤灰中提取有用的铝铁等元素，并且能对粉煤灰进行综合的利用，因而使得对环境和人类的生产生活得以保证。

粉煤灰中铝铁

并根据絮凝剂的制取生产工艺,以絮凝作用理论和絮凝剂复合理论为指导,研制出了在以氯离子为主要配位体的基础上引入少量的硫酸根离子,进而发挥硫酸根离子的增强絮凝剂的电中和能力和“架桥”能力的新型复合聚硅酸硫氯化铝铁(Poly-SilicateAluminumFerricChlorideSulfate,简称PSiAFCS)絮凝剂,并对所得絮凝剂进行了絮凝应用评价及经济分析。本文的具体研究内容如下采用以KF为助剂对焙烧活化酸浸提取粉煤灰中铝铁的条件进行研究,并对粉煤灰焙烧产物的酸浸动力学进行了探讨。结果表明较优焙烧活化条件为焙烧时间hm(粉煤灰)m(KF)=焙烧温度℃;酸浸条件为浸出温度为℃浸出时间为h浸出酸浓度mol/L液固比为,在上述条件下,粉煤灰铝铁浸出率可达到%。在粉煤灰焙烧产物加热酸浸过程中,当搅拌速度提高到r/min以上时,可以消除外扩散阻力对浸出过程的影响。

浸出过程符合收缩未反应核模型,反应级数为,反应活化能为KJ/mol,过程速率为化学反应速率控制。针对铝铁的不同水解特性,选择合适的碱性物质来调节酸浸液的pH值,得出了聚硫氯化铝铁(PAFSC)的较优聚合条件n(Al)/n(Fe)=n(Al+Fe)/n(SO_~(-))=聚合温度为℃液/胶=3;采用正交试验得出了活性硅酸与PAFSC复聚的工艺条件为搅拌速度50r/min,n(Fe+A)/n(Si)=0,聚合温度℃,熟化时间h。

粉煤灰中铝

可制得AlO含量为.7%,FeO含量为.%,SiO_含量为%,SO_~(-)含量为0.0%,碱化度为%,稳定性(常温)年以上的PSiAFCS。并采用X射线衍射红外光谱扫描电镜等多种现代分析方法研究了PSiAFCS中各物质的相互作用及PSiAFCS的结构形态,探讨了PSiAFCS的化学性能。以模拟水样为处理对象,考察了PSiAFCS的絮凝性能,并探讨了PSiAFCS的絮凝机理,得出了适宜的絮凝条件为在投加量～mg/L,pH值～,絮凝水温～0℃沉降时间min,原水浊度～0NTU范围内,絮凝效果良好除浊率高投药量少。

通过对PSiAFCS絮凝机理分析,认为PSiAFCS是主要通过吸附电中和和吸附架桥两方面作用对胶体起絮凝作用的。

PSiAFCS对赣江水和生活污水的混凝实验结果表明PSiAFCS的去浊效果和脱色效果均优于PSiAFCPAC,且投药量少。对造纸中段废水处理研究表明PSiAFCS能有效降低中段废水的色度和CODCr,在PSiAFCS用量～mg/L,pH=～,静置时间min条件下,中段废水的色度除率达%以上,COD_(Cr)去除率在%以上。