[发明专利]利用电厂炉渣、煤矸石生产聚合氯化铝铁复合净水剂的方法

说明书

技术领域

本发明是利用电厂炉渣或煤矸石生产聚合氯化铝铁复合净水剂，尤其是利用煤炭开采、洗选加工过程中产生的固体废弃物-煤矸石为主要原料生产的一种净水剂。该净水剂主要用于工业用水、工业废水、生活污水等的净化处理。

背景技术

煤矸石的组成主要为无机物，含有大量的铝、铁、硅等无机化合物及其他微量元素，上述化合物均为有用的工业原料，如直接堆放、废弃，将是对资源的一种极大浪费，尤其是对于我国这样的一个资源较为匮乏的国家，这种浪费更应该是加以杜绝的。据分析测算，协庄矿区生产的煤矸石含铝量约为22％以上(以氧化铝计)，含铁量约为8％以上(以氧化铁计)，上述废渣中的铝、铁含量均相当可观，具有实际回收利用价值。

现有技术当中存在利用粉煤灰制取净水剂的工艺。由于粉煤灰是经过高温燃烧产生的，其中约90％的SiO₂及Al₂O₃呈玻璃态，主要以3Al₂O₃·SiO₂(红柱石)的形式存在，而不以活性γ-Al₂O₃的形式存在，因此很难用酸直接溶解出来。因此打开粉煤灰的Al-Si键，使A1₂O₃自玻璃体中释放出来，制备絮凝剂一直存在很多问题。

随着我国工业的发展和环保法规的不断完善，废水的处理规模不断增大，废水的处理力度亦将不断加强。上述废水处理水平的提高，必将带动水处理化学品市场的不断发展，对水处理化学品的需求量将大量增加。国内生产聚合氯化铝铁(PAFC)的方法有许多，在原料选择、生产工艺路线方面各有自己的特点，目前主要以酸溶一步法、酸浸中和两步法、凝胶法、热分解法等为主；常用原料主要有：(1)单质铝(铝锭、铝灰、铝屑等各种铝加工下脚料)；(2)含铝矿物(如铝土矿、粘土、高岭土、明矾石、煤矸石等)；(3)铝盐化合物(如三氯化铝、硫酸铝等)；(4)粉煤灰等。我国生产聚合氯化铝铁(PAFC)所采用原料主要为因地制宜地开发利用自身的矿物资源。我国聚合氯化铝铁生产的起步源于以铝灰作原料。由于铝灰原料成本低廉，生产工艺简练，其生产工艺七十年代在我国迅速普及。但铝灰生产的聚合氯化铝产品杂质较多，八十年代后已不再用于自来水的净化。八十年代初，聚合氯化铝铁的生产原料主要采用粘土矿、高岭土矿和铝土矿生产出的聚合氯化铝产品，除铁以外，其它的指标可达到国外先进水平。铝土矿是陶瓷行业和炼铝的主要原料，是国家不可再生的矿产资源，以铝土矿为主要原料生产聚合氯化铝铁净水剂需要有球磨和熟化过程，需两步合成，生产流水线长、占地面积大、工艺复杂、生产成本高。

表1协庄煤矿煤矸石的主要成分