新汶礦區(qū)煤矸石及粉煤灰理化性質(zhì)及綜合利用研究.pdf

1、本文以新汶礦區(qū)煤矸石及矸石電廠粉煤灰為研究對(duì)象，分析研究了其理化性質(zhì)，評(píng)價(jià)了其環(huán)境安全性，在此基礎(chǔ)上提出了從中提取硅、鋁、鐵，并合成無(wú)機(jī)高分子絮凝劑——聚硅酸硫酸鋁鐵（PFASS）的工藝路線，通過(guò)實(shí)驗(yàn)確定制備煤矸石粉煤灰無(wú)機(jī)絮凝劑PFASS的優(yōu)化工藝條件，并將其用于廢水處理，取得了滿(mǎn)意的效果。主要研究?jī)?nèi)容和結(jié)論如下：
　　1．運(yùn)用X射線衍射法對(duì)研究區(qū)煤矸石粉煤灰進(jìn)行礦物成分的分析，結(jié)果顯示，矸石電廠粉煤灰以非晶態(tài)物質(zhì)為主，存在一定

2、量的低溫產(chǎn)物，鐵主要以赤鐵礦的形式存在，鋁則主要存在于非晶態(tài)物質(zhì)和原始礦物中。洗矸中主要有石英、高嶺石和伊利石、方解石和長(zhǎng)石等較為穩(wěn)定的礦物組成。而經(jīng)過(guò)自燃后，矸石中的非晶態(tài)物質(zhì)明顯增多，火山灰活性增強(qiáng)。
　　2．運(yùn)用化學(xué)分析法對(duì)不同粒徑粉煤灰的性質(zhì)進(jìn)行了研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)不同粒徑粉煤灰中的重金屬元素含量不同，一般趨勢(shì)為的含量隨粒徑減小而有不同程度的增加，即絕大多數(shù)重金屬元素有在細(xì)粒徑灰中明顯富集的趨勢(shì)，但Cr與其它元素不同，隨粉煤灰

3、粒徑變小其含量則呈降低趨勢(shì)。應(yīng)注意細(xì)粒徑粉煤灰對(duì)環(huán)境的影響。
　　3．用Tessier法對(duì)煤矸石粉煤灰中的重金屬的化學(xué)形態(tài)進(jìn)行了分析，結(jié)果表明其中重金屬元素化學(xué)形態(tài)分布的一般規(guī)律是殘?jiān)鼞B(tài)＞有機(jī)物結(jié)合態(tài)＞鐵錳結(jié)合態(tài)＞碳酸鹽結(jié)合態(tài)＞可交換態(tài)，洗矸中重金屬元素的殘?jiān)鼞B(tài)所占比例較低；Cd、Pb兩種元素的可交換態(tài)所占比例較高，容易遷移到環(huán)境中去，應(yīng)注意其對(duì)環(huán)境的影響。
　　4．用Na2CO3與煤矸石、粉煤灰高溫融熔，再用一定濃度的Na

4、OH溶液和硫酸浸取，來(lái)提高粉煤灰中Si、Al、Fe浸出率，并通過(guò)正交實(shí)驗(yàn)確定了紅矸和粉煤灰中Si、Al、Fe的溶出優(yōu)化方案。紅矸中的SiO2，Al2O3，F(xiàn)e2O3溶出率可達(dá)82.98％、86.34%、89.42%；矸石電廠粉煤灰中可達(dá)86.83%、83.31%、89.38%。
　　5．在煤矸石粉煤灰無(wú)機(jī)絮凝劑的制備實(shí)驗(yàn)中，通過(guò)單因素實(shí)驗(yàn)研究了Al，F(xiàn)e和Si的不同配比、制備絮凝劑的pH值、熟化溫度、熟化時(shí)間等對(duì)絮凝劑絮凝性能的影