尾矿废水处理用聚合氯化铝

聚合氯化铝（PAC)也称碱式氯化铝，是三氯化铝的碱式盐，是一种无机高分子絮凝剂，因其具有絮凝性能优良、沉降速度快，适应性强、投量少，净水成本低等特点被广泛用于饮用水、城市及化工、冶金、石油等工业废水的处理。随着我国可持续发展战略方针及水资源环境保护法的实施，对净水剂聚合氯化铝的市场需求量也将会逐年递增全国用量在每年100-150万吨左右。
　　铝土矿选矿尾矿量大，产率已经接近50%，铝土矿尾矿粒度细，含水高，选矿尾矿的处理一直没有的解决，直接堆存、转存占用大片土地，使得原本成本偏高的铝土矿选矿雪上加霜，在目前环保综合利用的大环境下，尾矿的综合利用，既可以提高选矿的附加值，又可以减少选矿成本，铝土矿尾矿含有三氧化二铝40-45%，可以作为聚合氯化铝的原料，又可以消耗大量的铝土矿尾矿。湖南绿脉环保科技有限公司开发了铝土矿尾矿制备聚合氯化铝技术，产品具有较好的性能，
　　一、制备原理和工艺如下：
　　铝土矿尾矿中氧化铝主要存在于高岭土中，预先焙烧破坏其晶体结构，氧化铝与盐酸进行反应，反应可分为溶出、水解、聚合三个过程。 随着铝土矿尾矿中铝的溶出以及HCl的消耗，使得溶液中pH值逐渐升高，促使配位水发生水解，水解产生的HCl又促进了铝的溶出反应。同时，在不断的水解过程中，两个相邻铝水解形态间又会发生架桥聚合，使得水解产物的浓度降低，结 果又促使水解反应的进行。整个反应过程中，溶出、水解、聚合互相交替，使反 应向着高铝浓度、高盐基度方向发展。以下是溶出、水解、聚合过程可能发生的反应。
　　溶出 Al2O3＋6H+ → 2Al3+＋H2O
　　水解 AlCl3+H2O → Al（OH）mCln＋H+
　　聚合 Al（OH）mCln → [Al2(OH)nCl6-n·XH2O)]m

　　二、铝土矿尾矿制备聚合氯化铝的工艺条件
　　为了提高铝的溶出率，焙烧温度，盐酸浓度、溶出时间、溶出温度等四个主要因素，以达到zui佳的反应条件。

　　结论：铝土矿尾矿，在750℃下焙烧1小时，研磨过100目筛。在50g铝矾土中加入20％的エ业盐酸250ml和适量水，加入带有回流冷凝管四口烧瓶中，在85℃条件下反应2h，再加入25g铝酸钙粉调节盐基度，在85℃下继续
　　反应4小时，过滤，所得液体既是聚合氯化铝，该产品的检测指标如下表1所示，可见，铝土矿尾矿工艺生产的聚合氯化铝达到了国家标准GB/T 22627-2014。
　　表1 生产的聚合氯化铝的检测指标
　　序号 元素项目/结果 样品名称
　　铝土矿尾矿生产PAC 指标（液体）
　　1 氧化铝的质量分数/% 8.64 ≧6
　　2 盐基度/% 66.41 30-95
　　3 密度（20℃）g/cm3 1.27 ≧1.1
　　4 不溶物的质量分数 0.08 ≦0.5
　　5 pH值（10g/L水溶液） 4 3.5-5
　　6 铁的质量分数/% 1.2 ≦2
　　7 砷的质量分数/% 0.001 ≦0.0005
　　8 铅的质量分数/% 0.001 ≦0.002
　　三、制备的聚合氯化铝的净水性能
　　采用分光光度法，检测生产的PAC对不同的污水的净水性能。
　　取250mL污水于烧杯中，用盐酸或氢氧化钠溶液调节水样的pH值，加入定量的PAC，以350r／min快速搅拌2min，然后以80r／min慢速搅拌8min，停止搅拌，静止沉降15min，在液面下2～3m处取适量上清液，测定其COD。
　　实验结果：污水的pH值在6.0～10.0时，浊度去除率和COD去除率效果均较好,PAC投加量并非越多越好，对于造纸污水来说，PAC投加量在400～850mg／L范内，浊度去除率和COD去除率均较好，当投加量大于850mg／L时，余浊较大，COD去除效果反而下降，对服厂洗水来说，PAC投加量在250～900mg／L范图内，絮凝效果较好，而投加量大于900mg／L，累凝效果不理想。可见，铝土矿尾矿生产的PAC可以有效去除各种污水的浊度和COD。

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