模拟煤矸石酸溶液制备聚合硫酸铝铁实验研究*

曾德恢 郑光亚 李浩林 刘 奎 海类游 夏举佩 刘成龙

(1.昆明理工大学化学工程学院，650500 昆明；2.宁夏师范学院化学化工学院，756000 宁夏固原)

0 引 言

煤炭开采和洗选过程中会产生大量的煤矸石[1]，通常煤矸石的产量为原煤的20%～25%[2]，导致其成为我国排放量最大的工业固体废弃物之一。煤矸石中含有大量的铝铁资源，其大量堆存和洗选废水直接排放，不仅占用宝贵的土地资源，而且严重破环生态环境[3]。故以煤矸石为原料制备絮凝剂应用于污水处理，不仅能减轻固体废弃物造成的环境压力，同时也可缓解水资源污染的局势。

无机高分子聚合硫酸铝铁絮凝剂(PAFS)是一种无机高分子复合型絮凝剂，广泛应用于工业、生活等废水的处理。含铝和铁等元素的低质矿物可用作制备PAFS的原料。KONG et al[4]以高铁型煤矸石为原料，在80 ℃，pH值为0.8的条件下聚合8 h制备PAFS，应用于硅藻土模拟废水的处理，去浊率达到98%左右。MA et al[5]以六盘水矿区的煤矸石为原料，在95 ℃，pH值为0.8的条件下聚合7 h制备PAFS，应用于模拟煤泥水的处理，达到污水排放Ⅰ级标准。YANG et al[6]以煤矸石酸浸液为原料，在80 ℃，pH值为0.9的条件下聚合6 h制备高铝型PAFS，应用于模拟废水的处理，去浊率达到98%以上。综上所述，以煤矸石为原料制备絮凝剂并应用于污水处理切实可行，具有较好的水处理效果，但普遍存在耗时长、聚合温度高和pH值低等缺点，不利于工业生产。

为解决以上问题，本实验以煤矸石酸浸液中铝铁物质的量比为参考，并使用分析纯试剂FeSO4·7H2O和Al2(SO4)3·18H2O制备PAFS，探究了质量浓度、温度和pH值等单因素对盐基度的影响，并进行了絮凝剂水处理实验。……