煤矸石制备聚合氯化铝铁钙与应用试验研究

丁舒航，周建民，张梦瑶，刘义青，付永胜

(西南交通大学 地球科学与环境工程学院，成都 611756)

在中国，煤炭占据能源的主导地位，煤矸石已成为一种排出量和储存量最大的工业废弃物[1]。煤矸石是采煤过程和洗煤过程中排放的固体废物，是在成煤过程中与煤层伴生的一种含碳量较低、比煤坚硬的黑灰色岩石[2-4]。统计数据表明，中国当前煤矸石的总积累量已达70多亿t，严重占用土地资源，且煤矸石在放置过程中被风化，会产生大量有毒物质及有害气体，对人体、生态都造成极大危害[5]。但煤矸石是废物也是资源，由于煤矸石中Al2O3、Fe2O3含量较高，从中提取氧化铝、氧化铁制备铝、铁产品是煤矸石资源化利用的一个重要途径[2-3]。

无机混凝剂是最早使用并且适用最为广泛的一类混凝剂。19世纪末，传统铝盐混凝剂(包括明矾、氯化铝、硫酸铝等)应用于水处理过程，因具有良好的脱色除浊效果得到了较为广泛的应用。但水体中残留的铝盐具有一定的神经毒性，对人体健康产生潜在的危害，会造成贫血、神经类等疾病[6]。为避免残余铝潜在的生物毒性，铁盐混凝剂和无机高分子混凝剂受到越来越多的关注，铁盐混凝剂在20世纪30年代左右开始广泛应用到水处理中的，最早的铁盐混凝剂主要是硫酸铁和氯化铁。相比于传统铝盐混凝剂，铁盐混凝剂具有混凝效果较好、安全无毒、价格低廉、絮体生成速度更快、体积大、易沉降等优点，并且在低温条件下能发挥良好的混凝效果[7]。……