CN108217882A - 粉煤灰制备净水剂的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种粉煤灰制备净水剂的方法。包括如下步骤：将粉煤灰进行水洗，以去除粉煤灰中的水溶部分，得到滤渣Ⅰ；将滤渣Ⅰ置于盐酸溶液中，搅拌进行酸溶出反应，反应完成后，静置收取滤液Ⅰ待用，滤渣采用清水冲洗至清洗液pH值为6‑7，记为滤渣Ⅱ待用；将滤渣Ⅱ置于氢氧化钠溶液中，搅拌进行碱溶出反应，反应完成后，静置收取滤液Ⅱ待用；向滤液Ⅰ中加入滤液Ⅱ，直至pH值为3‑5，搅拌条件下控制反应温度为70‑90℃，反应时间为2‑3h，制备得到初级产品；将初级产品进行陈化反应，制备得到净水剂成品。本发明提供的粉煤灰制备净水剂的方法，粉煤灰利用率高、生产的净水剂净水效果好。
Description
【技术领域】
本发明涉及水处理技术领域，具体涉及一种粉煤灰制备净水剂的方法。
【背景技术】
粉煤灰是煤粉燃烧后的产物，主要成分有二氧化硅、三氧化二铝、三氧化二铁、氧化镁、氧化钙等，且上述几种化合物总质量占比超过90％。我国粉煤灰的产量巨大，目前对粉煤灰的综合利用主要是作为建材辅料、生产水泥空心砖、混凝土等。随着技术的发展，利用粉煤灰为原料，从中提取氧化铝替代铝土矿成为粉煤灰具有高附加值的利用方式，但是成本较高，未得到广泛应用。然而，利用粉煤灰的高硅、高铝、高铁含量的特性，以其为主要原料制备聚铝、聚铁等净水剂的技术文献鲜有报道。
因此，有必要提供一种粉煤灰制备净水剂的工艺，以使粉煤灰得到充分利用。
【发明内容】
本发明的目的是克服上述技术问题，提供一种粉煤灰利用率高、生产的净水剂净水效果好的粉煤灰制备净水剂的方法。
本发明的技术方案是：
一种粉煤灰制备净水剂的方法，包括如下步骤：
步骤S1：将粉煤灰进行水洗，以去除粉煤灰中的水溶部分，得到滤渣Ⅰ；
步骤S2：将滤渣Ⅰ置于盐酸溶液中，搅拌进行酸溶出反应，其中反应温度为60-80℃，反应时间为30-90min，滤渣Ⅰ中金属离子与盐酸摩尔比为(2-3)：1；反应完成后，静置收取滤液Ⅰ待用，滤渣采用清水冲洗至清洗液pH值为6-7，记为滤渣Ⅱ待用；
步骤S3：将滤渣Ⅱ置于氢氧化钠溶液中，搅拌进行碱溶出反应，其中反应温度为60-80℃，反应时间为30-90min，滤渣Ⅱ中硅、铝原子之和与氢氧化钠摩尔比为(1-2):1；反应完成后，静置收取滤液Ⅱ待用；
步骤S4：向滤液Ⅰ中加入滤液Ⅱ，直至pH值为3-5，搅拌条件下控制反应温度为70-90℃，反应时间为2-3h，制备得到初级产品；
步骤S5：将初级产品进行陈化反应，制备得到净水剂成品。
优选的，步骤S1中，粉煤灰与水的体积比为1：(2-4)。
优选的，步骤S2中，盐酸溶液为质量分数为10-30％的工业盐酸。
优选的，步骤S3中，氢氧化钠溶液的质量分数为10-20％。
优选的，步骤S5中，陈化反应温度为70-90℃，陈化时间为5-6h。
优选的，制备得到的净水剂成品为液体产品或经浓缩干燥后的固体产品。
本发明提供的粉煤灰制备净水剂的方法，有益效果在于：
一、本发明提供的粉煤灰制备净水剂的方法，以粉煤灰为原料，通过将酸溶出反应与碱溶出反应相结合，并优化各反应步骤中的反应参数，制备得到聚硅铝、聚铁类净水剂，粉煤灰利用率达85％以上。
二、本发明提供的粉煤灰制备净水剂的方法，制备得到的净水剂成品为聚硅铝、聚铁类净水剂，净化效果好。
三、本发明提供的粉煤灰制备净水剂的方法，工艺简单、成本低、大大降低了净水剂的生产成本。
【具体实施方式】
下面将通过具体实施方式对本发明作进一步说明。
实施例1
一种粉煤灰制备净水剂的方法，包括如下步骤：
步骤S1：将粉煤灰进行水洗，以去除粉煤灰中的水溶部分，得到滤渣Ⅰ；
具体的，粉煤灰与水的体积比为1：3，在充分搅拌条件下进行，搅拌时间为30-60min；搅拌后静置，滤除上清液得到滤渣Ⅰ；
步骤S2：将滤渣Ⅰ置于盐酸溶液中，搅拌进行酸溶出反应，其中反应温度为60℃，反应时间为90min，滤渣Ⅰ中金属离子与盐酸摩尔比为2：1；反应完成后，静置30-60min收取滤液Ⅰ待用，滤渣采用清水冲洗至清洗液pH值为6-7，记为滤渣Ⅱ待用；
盐酸溶液为质量分数为30％的工业盐酸；滤渣Ⅰ中金属离子主要为铝、铁、镁、钙离子；
步骤S3：将滤渣Ⅱ置于质量分数为15％的氢氧化钠溶液中，搅拌进行碱溶出反应，其中反应温度为80℃，反应时间为60min，滤渣Ⅱ中硅、铝原子之和与氢氧化钠摩尔比为2:1；反应完成后，静置30-60min收取滤液Ⅱ待用；
步骤S4：向滤液Ⅰ中加入滤液Ⅱ，直至pH值为3-5，搅拌条件下控制反应温度为90℃，反应时间为2-3h，制备得到初级产品；
步骤S5：将初级产品进行陈化反应，制备得到净水剂成品；
具体的，陈化反应温度为70℃，陈化时间为5-6h；制备得到的净水剂成品为液体产品或经浓缩干燥后的固体产品。
经检测，本实施例中，粉煤灰的利用率达86％。
实施例2
一种粉煤灰制备净水剂的方法，包括如下步骤：
步骤S1：将粉煤灰进行水洗，以去除粉煤灰中的水溶部分，得到滤渣Ⅰ；
具体的，粉煤灰与水的体积比为1：2，在充分搅拌条件下进行，搅拌时间为30-60min；搅拌后静置，滤除上清液得到滤渣Ⅰ；
步骤S2：将滤渣Ⅰ置于盐酸溶液中，搅拌进行酸溶出反应，其中反应温度为70℃，反应时间为50min，滤渣Ⅰ中金属离子与盐酸摩尔比为3：1；反应完成后，静置30-60min收取滤液Ⅰ待用，滤渣采用清水冲洗至清洗液pH值为6-7，记为滤渣Ⅱ待用；
盐酸溶液为质量分数为10％的工业盐酸；滤渣Ⅰ中金属离子主要为铝、铁、镁、钙离子；
步骤S3：将滤渣Ⅱ置于质量分数为10％的氢氧化钠溶液中，搅拌进行碱溶出反应，其中反应温度为60℃，反应时间为90min，滤渣Ⅱ中硅、铝原子之和与氢氧化钠摩尔比为1:1；反应完成后，静置30-60min收取滤液Ⅱ待用；
步骤S4：向滤液Ⅰ中加入滤液Ⅱ，直至pH值为3-5，搅拌条件下控制反应温度为70℃，反应时间为2-3h，制备得到初级产品；
步骤S5：将初级产品进行陈化反应，制备得到净水剂成品；
具体的，陈化反应温度为80℃，陈化时间为5-6h；制备得到的净水剂成品为液体产品或经浓缩干燥后的固体产品。
经检测，本实施例中，粉煤灰的利用率达85％。
实施例3
一种粉煤灰制备净水剂的方法，包括如下步骤：
步骤S1：将粉煤灰进行水洗，以去除粉煤灰中的水溶部分，得到滤渣Ⅰ；
具体的，粉煤灰与水的体积比为1：4，在充分搅拌条件下进行，搅拌时间为30-60min；搅拌后静置，滤除上清液得到滤渣Ⅰ；
步骤S2：将滤渣Ⅰ置于盐酸溶液中，搅拌进行酸溶出反应，其中反应温度为80℃，反应时间为30min，滤渣Ⅰ中金属离子与盐酸摩尔比为2.5：1；反应完成后，静置30-60min收取滤液Ⅰ待用，滤渣采用清水冲洗至清洗液pH值为6-7，记为滤渣Ⅱ待用；
盐酸溶液为质量分数为20％的工业盐酸；滤渣Ⅰ中金属离子主要为铝、铁、镁、钙离子；
步骤S3：将滤渣Ⅱ置于质量分数为20％的氢氧化钠溶液中，搅拌进行碱溶出反应，其中反应温度为70℃，反应时间为30min，滤渣Ⅱ中硅、铝原子之和与氢氧化钠摩尔比为1.5:1；反应完成后，静置30-60min收取滤液Ⅱ待用；
步骤S4：向滤液Ⅰ中加入滤液Ⅱ，直至pH值为3-5，搅拌条件下控制反应温度为80℃，反应时间为2-3h，制备得到初级产品；
步骤S5：将初级产品进行陈化反应，制备得到净水剂成品；
具体的，陈化反应温度为90℃，陈化时间为5-6h；制备得到的净水剂成品为液体产品或经浓缩干燥后的固体产品。
经检测，本实施例中，粉煤灰的利用率达88％。
实施例4
一种粉煤灰制备净水剂的方法，包括如下步骤：
步骤S1：将粉煤灰进行水洗，以去除粉煤灰中的水溶部分，得到滤渣Ⅰ；
具体的，粉煤灰与水的体积比为1：3.5，在充分搅拌条件下进行，搅拌时间为30-60min；搅拌后静置，滤除上清液得到滤渣Ⅰ；
步骤S2：将滤渣Ⅰ置于盐酸溶液中，搅拌进行酸溶出反应，其中反应温度为75℃，反应时间为70min，滤渣Ⅰ中金属离子与盐酸摩尔比为3：1；反应完成后，静置30-60min收取滤液Ⅰ待用，滤渣采用清水冲洗至清洗液pH值为6-7，记为滤渣Ⅱ待用；
盐酸溶液为质量分数为25％的工业盐酸；滤渣Ⅰ中金属离子主要为铝、铁、镁、钙离子；
步骤S3：将滤渣Ⅱ置于质量分数为20％的氢氧化钠溶液中，搅拌进行碱溶出反应，其中反应温度为75℃，反应时间为70min，滤渣Ⅱ中硅、铝原子之和与氢氧化钠摩尔比为2:1；反应完成后，静置30-60min收取滤液Ⅱ待用；
步骤S4：向滤液Ⅰ中加入滤液Ⅱ，直至pH值为3-5，搅拌条件下控制反应温度为85℃，反应时间为2-3h，制备得到初级产品；
步骤S5：将初级产品进行陈化反应，制备得到净水剂成品；
具体的，陈化反应温度为75℃，陈化时间为5-6h；制备得到的净水剂成品为液体产品或经浓缩干燥后的固体产品。
经检测，本实施例中，粉煤灰的利用率达90％。
本发明提供的粉煤灰制备净水剂的方法，制备得到的净水剂具有市售聚硅铝、聚铁类净水剂相当的净化效果。
以上所述的仅是本发明的实施方式，在此应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出改进，但这些均属于本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种粉煤灰制备净水剂的方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤S1：将粉煤灰进行水洗，以去除粉煤灰中的水溶部分，得到滤渣Ⅰ；
步骤S2：将滤渣Ⅰ置于盐酸溶液中，搅拌进行酸溶出反应，其中反应温度为60-80℃，反应时间为30-90min，滤渣Ⅰ中金属离子与盐酸摩尔比为(2-3)：1；反应完成后，静置收取滤液Ⅰ待用，滤渣采用清水冲洗至清洗液pH值为6-7，记为滤渣Ⅱ待用；
步骤S3：将滤渣Ⅱ置于氢氧化钠溶液中，搅拌进行碱溶出反应，其中反应温度为60-80℃，反应时间为30-90min，滤渣Ⅱ中硅、铝原子之和与氢氧化钠摩尔比为(1-2):1；反应完成后，静置收取滤液Ⅱ待用；
步骤S4：向滤液Ⅰ中加入滤液Ⅱ，直至pH值为3-5，搅拌条件下控制反应温度为70-90℃，反应时间为2-3h，制备得到初级产品；
步骤S5：将初级产品进行陈化反应，制备得到净水剂成品。
2.根据权利要求1所述的粉煤灰制备净水剂的方法，其特征在于，步骤S1中，粉煤灰与水的体积比为1：(2-4)。
3.根据权利要求1所述的粉煤灰制备净水剂的方法，其特征在于，步骤S2中，盐酸溶液为质量分数为10-30％的工业盐酸。
4.根据权利要求1所述的粉煤灰制备净水剂的方法，其特征在于，步骤S3中，氢氧化钠溶液的质量分数为10-20％。
5.根据权利要求1所述的粉煤灰制备净水剂的方法，其特征在于，步骤S5中，陈化反应温度为70-90℃，陈化时间为5-6h。
6.根据权利要求5所述的粉煤灰制备净水剂的方法，其特征在于，制备得到的净水剂成品为液体产品或经浓缩干燥后的固体产品。
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|---|---|---|---|---|
| CN1927716A (zh) * | 2006-08-29 | 2007-03-14 | 吉林大学 | 一种制备氧化铝的方法 |
| CN101172684A (zh) * | 2007-10-09 | 2008-05-07 | 王贵明 | 利用粉煤灰工业化生产聚合氯化铝铁净水剂的方法 |
| CN105967201A (zh) * | 2016-06-23 | 2016-09-28 | 中国神华能源股份有限公司 | 一种用粉煤灰酸渣生产p型沸石的方法 |
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| CN105967201A (zh) * | 2016-06-23 | 2016-09-28 | 中国神华能源股份有限公司 | 一种用粉煤灰酸渣生产p型沸石的方法 |
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