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废铝渣制备新型高分子絮凝剂的研究

张雷  
【摘要】:本文分别以铝材厂前处理废渣和含铝废催化剂两种废渣为原料,采用两种不同工艺制备聚合硫酸铝(PAS)和聚合硅酸硫酸铝(PASS)。通过对溶解条件和聚合工艺的优化,制备了聚合硫酸铝(PAS)。将制备的聚合硫酸铝(PAS)分别用于模拟浊度水、水源水和工业废水的处理,实验结果表明,此絮凝剂具有优异的除浊、脱色、去除COD和去除悬浮物的效果。本文对重油催化裂解过程中产生的含铝废催化剂进行综合利用研究。首先考察了含铝废催化剂中铝的溶出问题,通过正交实验和条件实验,确定了溶解的最佳工艺:硫酸加入量为理论量的1.2倍,酸浓度为70%左右,反应温度为120℃,反应时间为2.5小时,在该条件下,铝的溶出率可达94%。将硅酸钠、其他添加剂等加入含铝溶解液中进行原料配比和聚合熟化条件优化,最终制备出聚合硅酸硫酸铝(PASS)无机高分子絮凝剂。应用该方法制备的PASS对模拟浊度水进行了除浊实验,研究结果表明,该絮凝剂相对于聚合氯化铝(PAC)对低温低浊水具有更优异的除浊效果。利用含铝废渣制备无机高分子絮凝剂不仅解决了废渣综合利用与资源化问题,而且工艺简单、也比同类产品的生产成本降低30%左右。 针对絮凝剂开发过程中缺乏简便、快速的测定方法的问题。本文将Ferron逐时络合比色法应用于聚合硅酸硫酸铝(PASS)研究中,具体考察了碱化度、Si/Al摩尔比和熟化时间对铝形态分布的影响。结果表明,在一定范围内碱化度的提高可以增加铝的聚合度,使单体和低聚合度的Al_a的含量减少,中等聚合度的Al_b含量和高聚合度的Al_c含量增加,高效成分Al_b的活性降低;Si/Al摩尔比的提高也可以增加絮凝剂的聚合度,但影响小于碱化度,它使Al_a含量减少,Al_c含量增加,Al_b含量较稳定,但在Si/Al=0.05时有最大值,Al_b的活性升高;熟化时间也对铝的形态分布有一定影响,适量硅的加入可以使Al_a、Al_b、Al_c的含量较稳定,而且Al_b的活性较稳定,PASS的稳定性也有所提高。


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