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用多晶硅残液与赤泥制备聚合氯化铝的实验研究

发布时间:2014-07-01 出自:聚合氯化铝 已被浏览:175 次

材料、试剂与仪器

多晶硅残液;赤泥,主要成分为AL2O325.89%、Fe2O3 7.28%、CaO11.3%、SiO213.22%、其它42.31%。所用试剂均为分析纯。752N型紫外可见分光光度计,PHB-1型笔式pH计。

方法

1、多晶硅残液的处理

将多晶硅残液通过洗涤塔进行洗涤、分离,得到二氧化硅和盐酸,盐酸再经过富集后得到15%~20%(质量分数,下同)的盐酸。

2、聚合氯化铝的制备

将上述5%~20%的盐酸加入到1000mL三口烧瓶中,再加入一定量的赤泥,加热回流一定时间后,倒出反应液,离心过滤,将滤液在70~90℃加热聚合,多余的盐酸以氯化氢气体挥发出来(冷凝回收后可重复利用),液体部分经干燥得到红棕色的聚合氯化铝。

结果与讨论

1、盐酸质量分数对铝溶出率的影响

在反应时间为60min、反应温度为80℃的条件下,考察盐酸质量分数对铝溶出率的影响。

由图1可看出,随着盐酸质量分数的增大,赤泥中铝的溶出率逐渐升高;当盐酸质量分数超过15%后,铝溶出率趋于稳定;继续增大盐酸质量分数,铝溶出率升高不明显。因此,从成本考虑,选择盐酸质量分数为15%。

2、反应时间对铝溶出率的影响

在盐酸质量分数为15%、反应温度为80℃的条件下,考察反应时间对铝溶出率的影响。

由实验结果看出,随着反应时间的延长,铝溶出率逐渐升高;反应60min后,铝溶出率趋于稳定。这是因为,反应初期,盐酸浓度较大,反应较快;随着反应时间的延长,盐酸浓度降低,未溶出的铝含量也降低,所以,继续延长反应时间对铝溶出率影响不大。因此,选择反应时间为60min。

3、反应温度对铝溶出率的影响

在盐酸质量分数为15%、反应时间为60min的条件下,考察反应温度对铝溶出率的影响。

由实验结果可看出,随着反应温度的升高,铝溶出率逐渐升高;反应温度超过80℃后,由于盐酸容易挥发,参与反应的盐酸浓度降低,导致赤泥中铝溶出率下降。因此,选择反应温度为80℃。

4、聚合氯化铝的性能

参照GB 15892-2009,对在最佳实验条件下(盐酸质量分数15%、反应时间60min、反应温度80℃)制备的聚氯化铝固体进行性能测试。

5、对高岭土模拟废水的絮凝实验

将制备的聚氯化铝固体絮凝剂在常温下用水溶解配制成3%的溶液,用于高岭土模拟废水的絮凝实验。结果表明,在pH 值为6~9的范围内,模拟废水的浊度去除率可达80%以上。

结论

以多晶硅残液与赤泥为主要原料,制得水处理絮凝剂———聚氯化铝;在盐酸质量分数为15%、反应时间为60min、反应温度为80℃的条件下,制得的聚氯化铝各项指标均符合国家标准,对高岭土模拟废水的浊度去除率达到80%以上。该方法实现了多晶硅残液及赤泥的综合利用,以废治废,同时生产出的聚氯化铝无机高分子絮凝剂的各项指标均达到国家标准,具有较好的应用前景。

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