用铝土矿选矿尾矿制备聚合氯化铝及污水处理试验研究

刘三军，刘 永，李向阳，刘建东，祝雯霞，芮钰哲，熊 畅，武志超，何贤龙，蒋振韦，李姣阳

(南华大学 资源环境与安全学院，湖南 衡阳 421001)

铝土矿选矿过程中产出大量尾矿[1-2]，尾矿堆存占用大量土地。铝土矿尾矿中，Al2O3质量分数达40%～45%，可以作为聚合氯化铝制备原料[3]。聚合氯化铝(PAC)是三氯化铝的碱式盐，是一种无机高分子絮凝剂[4-5]，具有絮凝性能优良、沉降速度快、适应性强、用量少、净水成本低等特点而被用于处理饮用水，城市及化工、冶金、石油等工业废水。目前，对净水剂聚合氯化铝的市场需求量每年有100万～150万t[6-10]。试验研究了用铝土矿选矿尾矿制备聚合氯化铝絮凝剂，并用于净化处理废水。

1 试验部分

1.1 试验设备及材料

用富利达试验仪器厂生产的4-10的箱式电阻炉对尾矿进行焙烧。

试验所用试剂均购自国药控股化学试剂有限公司，均为分析纯。

铝土矿尾矿取自河南三门峡铝业公司，粒级组成、化学组成及主要矿物组成见表1～3。

表1 铝土矿尾矿的粒级组成 %

表2 铝土矿尾矿的化学组成 %

表3 铝土矿尾矿的主要矿物组成 %

1.2 试验原理

铝土矿尾矿研磨至5～100 μm粒径后置于一定温度下焙烧。尾矿中的氧化铝主要存在于高岭土中，焙烧可破坏高岭土晶体结构使氧化铝暴露出来并与酸反应并溶出。随铝的溶出，溶液pH逐渐升高，铝发生水解，水解产生的HCl又可促进铝的溶出；同时，在铝水解过程中，两个相邻铝水解形态间会发生架桥聚合，这使溶液中水解产物浓度降低，进一步促进水解反应进行。……