粉煤灰製備環境汙染治理材料的清潔生產新工藝的製作方法
2023-06-16 11:02:26 1
專利名稱：粉煤灰製備環境汙染治理材料的清潔生產新工藝的製作方法
技術領域：
本發明屬於環境工程領域，涉及固體廢棄物的處理和資源化利用、廢水處理和材料製備等。
背景技術：
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， 同時還含有少量的其他物質。近年來，粉煤灰在環境保護方面的利用引起了專家和學者的重 視，其主要方向為以粉煤灰為原料開發廉價高效吸附劑和利用粉煤灰製備廢水處理用聚矽酸 鹽新型複合混凝劑。
以粉煤灰為原料製備沸石吸附劑是粉煤灰資源化利用的一個新途徑。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 結構，可以顯著提高粉煤灰的吸附和離子交換性能。目前文獻中常用的粉煤灰製備沸石吸附 劑方法有水熱合成法等。通常在鹼的作用和加熱條件下進行，常用的鹼為NaOH、 KOH和 Na2C03等，其中以NaOH的效果最好。粉煤灰製備沸石吸附劑過程中與鹼反應會產生一定量 的鹼性廢液，其中含有Si、 Al等許多有用元素，是製備高效聚矽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，這不但會造成嚴重的環境汙染，還會造成資源的 浪費，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用最普遍的關鍵環節之一，它 在很大程度上影響著後續流程的運行工況、出水質量和運行成本。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、聚丙烯醯胺等。聚矽酸鹽 是一類新型無機高分子混凝劑，是在聚矽酸和鋁鹽、鐵鹽等混凝劑的基礎上發展起來的聚矽 酸與金屬鹽的複合產物，它同時具有電中和作用和吸附架橋作用，混凝效果好、且易於製備、 價格便宜。以粉煤灰為原料製備新型廢水處理用混凝劑聚矽酸鹽，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重要途徑。其製備過程通常包括酸 浸處理和鹼處理，提取粉煤灰中的有效組分Si、 Al和Fe，廢渣通常廢棄，浪費資源、也造 成環境汙染。
發明內容
本發明將粉煤灰製備吸附劑和混凝劑的方法結合起來，將粉煤灰製備混凝劑過程中產生 的廢渣用作製備吸附劑的原料，而將粉煤灰製備吸附劑過程中產生的廢液用作製備混凝劑的 原料，形成一種清潔生產的新工藝，即節約資源和能源，又保護環境。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，反應結束後進行固液分離， 生成的可溶性鐵鹽和鋁鹽隨溶液轉移到濾液中，殘渣用作製備吸附劑的原料與鹼溶液 (NaOH、 KOH、 NaCOs等)進行反應，殘渣中的Si02和Al203與NaOH等鹼溶液反應，生成 矽酸鹽和鋁酸鹽等進入溶液中。固液分離後，將濾液與酸處理所產生的濾液混合，調節pH值， 聚合反應生成聚矽酸鋁鐵混凝劑。而鹼處理的殘渣經過烘乾、水洗至中性，再乾燥即得到粉 煤灰吸附劑。
附圖為粉煤灰製備環境汙染治理材料的清潔生產新工藝框圖。
具體實施方式
以下通過實施例對本發明作進一步的描述。 實施例
在20g的球磨超細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4h，過濾、分離， 收集濾渣和濾液。
將酸處理所得濾液和鹼處理所得濾液混合，用NaOH或HCI溶液調節pH、反應聚合 3h，即得到粉煤灰基混凝劑,該混凝劑為聚矽酸鋁鐵混凝劑。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92.63%。
將鹼處理所得的濾渣烘乾、水洗至中性，再乾燥得到粉煤灰基吸附劑。該粉煤灰基吸附 劑對濃度為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。
權利要求
1. 一種粉煤灰製備環境汙染治理材料的清潔生產新工藝。包括以粉煤灰製備吸附劑和以粉煤灰製備混凝劑。其特徵是製備混凝劑過程中酸處理產生的廢渣用作製備吸附劑的原料，而製備吸附劑過程中鹼處理所產生的廢液用作製備混凝劑的原料。
2. 根據權利要求1所述的粉煤灰製備環境汙染治理材料的清潔生產新工藝， 其特徵是製備粉煤灰吸附劑所釆用的鹼為NaOH、 KOH、 1^2<:03等，粉煤灰 製備的吸附劑是經鹼處理後部分沸石化的粉煤灰吸附劑。
3. 根據權利要求1所述的粉煤灰製備環境汙染治理材料的清潔生產新工藝， 其特徵是製備粉煤灰基混凝劑所採用的酸為HC1、 H2S04等及其混合酸，所制 備的混凝劑為聚矽酸鋁鐵複合混凝劑。
全文摘要
本發明屬於環境工程領域，涉及固體廢物資源化利用和廢水處理等。公開了一種粉煤灰製備環境汙染治理材料的清潔生產新工藝。該工藝根據粉煤灰的組成和性質，將粉煤灰製備沸石吸附劑過程中所產生的廢液用作粉煤灰製備聚矽酸鹽複合混凝劑的原料，而將粉煤灰製備聚矽酸鹽複合混凝劑過程中所產生的廢渣用作粉煤灰製備沸石吸附劑的原料，科學有效的利用了粉煤灰中的有效成分，減少製備過程中所造成的環境汙染和資源浪費。
文檔編號C02F1/52GK101456612SQ20081015042
公開日2009年6月17日 申請日期2008年7月23日 優先權日2008年7月23日
發明者劉轉年 申請人:劉轉年