粉煤灰是燃煤電廠排出的固體(ti) 廢棄物，粉煤灰堆存不僅(jin) 占用大量土地，而且汙染環境。粉煤灰中有許多有用成分得不到合理利用，造成了資源的浪費。因此對粉煤灰的綜合利用是解決(jue) 環境汙染，實現循環經濟的根本途徑。

粉煤灰中含有鋁、鐵，可以用其製備聚合氯化鋁鐵，聚合氯化鋁鐵是一種新型高效鋁鐵複合絮凝劑，該絮凝劑既有聚合鋁鹽基度高，對原水適應性強的特點，又有聚合鐵密度大、絮凝沉降快的優(you) 點，在水處理行業(ye) 應用廣泛，製備關(guan) 鍵是如何破壞粉煤灰中的SiO2—Al2O3鍵。國內(nei) 外學者對此進行了大量研究，獲得了許多有效破壞SiO2—Al2O3鍵的方法，目前常采用的方法有酸溶沉澱法、堿石灰燒結法和石灰燒結法。我們(men) 采用赤泥代替CaCO3進行燒結反應，對粉煤灰進行改性，然後經酸溶、陳化得到聚合氯化鋁鐵。

1實驗部分

1．1主要原料和試劑

原料:1)粉煤灰，內(nei) 蒙古托縣發電廠排出的固體(ti) 廢棄物，主要分:w(Al2O3)=9．04%，w(Fe2O3)=3．30%，w(SiO2)=45．63%，w(CaO)=0．98%，w(其他)=11．05%。2)赤泥，采用石灰石燒結法製得，主要成分:w(Al2O3)=2．56%，w(Fe2O3)=10．21%，w(SiO2)=27．8%，w(CaO)=44．50%，w(其他)=15．23%。試劑:HC1(AR)，NaClO(AR)。

1．2、聚合氯化鋁鐵的製備

將粉煤灰和赤泥分別研磨至粒度≤122μm，將粉煤灰和赤泥按質量比為(wei) 0．3混合均勻，在750℃下燒結改性，得到的燒結物經自粉化冷卻得到改性粉煤灰。將改性粉煤灰和鹽酸溶液按液固比為(wei) 3．5mL/g混合(其中鹽酸濃度為(wei) 7mol/L)，置於(yu) 85℃水浴中，在充分攪拌下加熱回流反應2h，冷卻過濾，得到堿式氯化鋁和堿式氯化鐵溶液。將溶液陳化18h，堿式氯化鋁和堿式氯化鐵溶液自聚，生成聚合氯化鋁鐵。所得溶液在一定溫度下濃縮，可得到固體(ti) 產(chan) 品聚合氯化鋁鐵。在反應開始時加入一定量NaClO溶液，防止反應過程中Fe3+被還原為(wei) Fe2+。采用絡合滴定法分析溶出液中Al3+和Fe3+的含量，由此計算出鋁鐵浸出率。

1．3、聚合氯化鋁鐵的絮凝性能測試

取一定量高嶺土加入適量水配成濁度小於(yu) 150NTU的懸濁液，用稀HCl和NaOH調節水樣pH。取100mL水樣，加入一定量PAFC絮凝劑，在150r/min轉速下快速攪拌1min，然後在50r/min轉速下慢速攪拌15min，靜置20min。在距液麵3cm處吸取澄清液，測定其濁度、色度、COD。

觀察結果：

1、粉煤灰活化最佳條件的確定

1.1、在其他條件不變的情況下，改變粉煤灰與(yu) 赤泥的質量比(簡稱配料比)，將製得的PAFC對水樣進行處理，分析水樣的COD去除率和透光率，以確定配料比的最佳值。

1.2、其他條件不變，考察焙燒溫度對鋁鐵溶出率的影響。

1.3、其他條件不變，考察焙燒時間對鋁鐵溶出率的影響。

觀察結果如下圖：

2、酸溶最佳條件的確定

2.1、固定條件:反應溫度為(wei) 85℃、反應時間為(wei) 2h、鹽酸與(yu) 改性粉煤灰的液固比為(wei) 3．5mL/g。考察鹽酸濃度對鋁鐵溶出率的影響，結果見圖2a。

2.2、其他條件同上，考察反應溫度對鋁鐵溶出率的影響，結果見圖2b。

2.3、其他條件同上，考察反應時間對鋁鐵溶出率的影響，結果見圖2c。

2.4、其他條件同上，考察液固比對鋁鐵溶出率的影響，結果見圖2d。

3、陳化時間的確定

將溶出液陳化不同的時間，考察其對水樣的COD的去除率，結果見圖3。從(cong) 圖3可以看出，隨著陳化時間的延長，COD去除率呈上升趨勢，在18h之後變化不大。這是由於(yu) ，堿式氯化鋁和堿式氯化鐵溶液自聚生成聚合氯化鋁鐵是一個(ge) 緩慢的過程，18h時自聚反應基本結束。故確定陳化時間為(wei) 18h。

4、絮凝實驗結果

用自製的聚合氯化鋁鐵和市場銷售的PAC及PFC，在相同條件下進行絮凝實驗，結果見表1。由表1可以看出，聚合硫酸鐵對水樣的濁度去除率、COD去除率、色度去除率均比PAC和PFC好，且PAFC具有生成絮體(ti) 速度快、沉降速度快的優(you) 點。
 

本文研究了用粉煤灰製備聚合氯化鋁鐵的方法和最佳合成條件，產(chan) 品質量符合國家標準，而且性能優(you) 於(yu) PAC、PFC，解決(jue) 了環境汙染問題。