用煤矸石制备聚合硅酸铝铁的研究

摘要

煤矸石是在煤矿建设、煤炭开采及加工过程中排放出的废弃物，大约占煤炭采煤量的10％～25％，是我国目前排放量最大的工业固体废弃物之一。因此有效利用煤矸石，使其变废为宝减轻环境污染，是当前共同关注的课题。煤矸石的应用途径多种多样，但目前我国煤矸石的利用率很低，仅在20％以下，而大多数都是用来回填铺路等，而用来生产高附加值的化工产品非常少。
　　本课题研究的就是用贵州黔西南州普安煤矿的煤矸石来制备高附加值的净水剂聚合硅酸铝铁。目前工业上还没有大量应用煤矸石来制备净水剂，原因之一就是煤矸石的Si、Al、Fe等有用元素的浸取率低，从而限制了煤矸石在这一领域的应用。活化煤矸石的方法很多，常用的一种就是煅烧热活化。贵州省黔西南州的煤矸石含炭量高，直接高温煅烧活化时就大大浪费其中的可燃物。因此本课题研究先用浮选的方法回收煤矸石中的炭，再用除炭后的煤矸石来制备净水剂。
　　贵州黔西南州普安煤矿的煤矸石含炭量高，通过分析和实验确定以柴油为捕收剂，以仲辛醇为起泡剂采用“一粗一精一扫”的浮选方案，对煤矸石中的炭进行浮选，对浮选后所得的精炭可以回收利用。通过对浮选除炭后的煤矸石和未除炭的煤矸石活化研究发现它们两者的最佳活化温度都为650℃，对浮选除炭后的煤矸石进行酸浸和碱浸的实验探讨，得出最佳的酸浸和碱浸工艺条件。利用酸浸和碱浸的滤液来合成聚合硅酸铝铁，合理的设计聚合硅酸铝铁合成路线，通过大量的对比实验来确定Si、Al、Fe三者之间的最佳配比、絮凝剂的pH、熟化时间和熟化温度，从而确定最佳的合成工艺条件。通过用煤矸石制备的聚合硅酸铝铁絮凝剂对模拟水样、生活污水和造纸厂的废水的实用研究表明，用煤矸石制备的聚合硅酸铝铁絮凝剂具有很好的絮凝效果。

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第一章 文献综述

1.1 煤矸石的形成及分类

1.2煤矸石的组成特征

1.3 煤矸石的排放及危害

1.4 国内外综合利用煤石的状况

1.5 论文主要研究的内容及意义

第二章 材料与方法

2.1 药品与仪器

2.2 检测方法

2.3 成份分析方法

第三章 煤矸石样品的分析和煤矸石中炭的浮选

3.1.煤矸石的成分分析

3.2煤矸石中炭的浮选

3.3 浮选药剂用量的确定

3.4 浮选方法的确定

3.5浮选除炭后的煤矸石的热重-示差扫描量热（TG-DSC）分析

3.6 本章小结

第四章 聚合硅酸铝铁的制备

4.1 制备硅酸铝铁的原料

4.2 煤矸石中 Si、Al、Fe 的浸取

4.3 聚合硅酸铝铁的合成

4.4 本章小结

第五章 聚合硅酸铝铁絮凝剂的应用研究

5.1 引言

5.2 实验

5.3 小结

第六章 总结与展望

6.1 总结

6.2 展望

致谢

参考文献

附 录

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