[发明专利]一种粉煤灰制备聚合氯化铝铁的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种粉煤灰制备聚合氯化铝铁的方法，属于固废综合利用技术领域。

背景技术

聚合氯化铝铁（PAFC）作为一种新型的铝铁复合絮凝剂，其综合了聚铝和聚铁的优点，克服了聚合氯化铝（PAC）处理后水中残留铝浓度较高和聚合氯化铁（PFC）稳定性较差的缺点。铝、铁共聚一方面使形成的聚合物聚合度增加，分枝程度增加，从而使其对废水中的污染物的网捕作用显著提高，另一方面，由于Al³⁺、Fe³⁺两种金属离子的加入，增加了聚合物的所带电荷电量，使吸附电中和能力增强，因此在水的混凝沉淀处理中表现出较高的效能。由于它具有絮凝效果好、原料来源广、价格便宜、处理后水中残留物少等优点，引起了水处理界的极大关注。

目前，生产聚合氯化铝使用的生产原料主要是铝钒土和铝酸钙粉。粉煤灰含有丰富的铝、铁含量，可作为聚合氯化铝铁制备的原料，研究开发粉煤灰制备聚合氯化铝铁技术非常必要，一方面可以以较低的成本生产性能优异的絮凝剂，另一方面可以为粉煤灰的资源化提供了一条新的途径。尽管中国专利CN200710182254.X、CN200610017141.X、CN200810243229.2以及CN201310191643.4虽都公开了利用工业废渣如粉煤灰等制备聚合氯化铝铁的工艺，然而这些方法第一步都涉及直接酸浸，结构稳定的矿物诸如3Al₂O₃·2SiO₂、Ca₃Fe₂Si₃O₁₂等很难发生反应，这意味着粉煤灰中的Al、Fe元素很难被完全提取。

发明内容

为了克服现有技术中粉煤灰Al、Fe元素难提取的不足，本发明提供了一种利用粉煤灰制备聚合氯化铝铁的新方法，使粉煤灰中Al、Fe元素有效浸取，提高粉煤灰的利用率。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：

一种利用粉煤灰制备聚合氯化铝铁的方法，包括以下步骤：

（1）粉煤灰与碳酸钠按照质量比100:4～100:10预混，在600～950℃焙烧；

（2）焙烧产物加盐酸浸取，固液分离得酸浸液；

（3）向酸浸液中加入上述盐酸物质的量3～10%的磷酸，搅拌均匀后再加入H₂O₂使Fe²⁺完全氧化为Fe³⁺；

（4）加入碱调节pH值为3～4，陈化，干燥即得聚合氯化铝铁。

上述步骤（2）中，所述的盐酸浓度为3～12mol L^-1，盐酸与粉煤灰的质量比为100mL/100g～350mL/100g，反应温度为80～110℃。

上述步骤（2）中，将粉煤灰质量百分含量0.5～3%的铁屑与焙烧产物一起经盐酸酸浸，再加入磷酸和H₂O₂。

上述步骤（4）中，所述的碱为氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙、氧化钙、氨水、碳酸钠、碳酸钾。

本发明通过将粉煤灰与碳酸钠共同焙烧，使Al³⁺、Fe²⁺/Fe³⁺的浸出率大幅提高，降低了反应温度，减少了盐酸的用量，降低了生产成本。同时，少量磷酸的加入增加了聚合氯化铝铁的絮凝效果，絮凝产物更易于沉降。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明进行进一步说明，但是本发明不限于以下实施例。

实施例1