[发明专利]一种利用煤矸石制备聚硅氯化铝铁钙的配方及制备方法

说明书

本发明涉及一种利用煤矸石制备聚硅氯化铝铁钙的配方，由以下重量份的各物料组成：煤矸石15～25份；石灰石0～5份；助剂1～3份；盐酸溶液15～25份；氯化铝0～3份；氯化铁0～3份；水玻璃0～3份；氧化钙0～3份，还公开了制备方法：S1、煤矸石破碎；S2、配料混合；S3、热活化；S4、冷却；S5、酸析；S6、分离；S7、测试；S8、聚合反应；S9、陈化；S10、结晶烘干；S11、造粒。本发明的优点在于：利用煤矸石制得聚硅氯化铝铁钙，工艺简单，变废为宝，煤矸石中经过适当的加工合成出效果优于现有聚合氯化铝的新型无机高分子材料，既可拓宽材料制备的原料范畴，降低成本，又可降低能源消耗并提高产品应用效果。

技术领域

本发明涉及煤矸石应用技术领域，特别是一种利用煤矸石制备聚硅氯化铝铁钙的配方及制备方法。

背景技术

在我国，煤炭企业堆存的矸石已达50亿吨，排放量以不少于每年3亿吨的速度递增。预计到2020年前，我国煤矸石每年的排放量将不少于7亿吨。常年堆存的煤矸石不但浪费了大量宝贵的土地资源，还会破坏矿区的生态环境，影响矿区的地下水质，破坏景观等。攀煤集团、芙蓉集团等矸石已经无地可堆的地步。煤矸石的传统处理方法都是用来制砖、发电或者修路，而四川的煤矸石热值比较低，不适宜于发电。煤矸石的问题已经严重影响到煤矿的正常运营。煤矸石处理处置的研究主要是集中于保温材料、化工原料、吸附材料、土地复垦材料、路基材料和混凝土材料等。

煤矸石是在煤炭开采和加工过程中产生的固体工业废弃物，包含多种矿物成分。其中，高岭土和石英的含量约占50％以上，还可能含有伊利石、绿泥石、白云母、长石、黄铁矿、菱铁矿、赤铁矿、方解石等其它晶相矿物。其中高岭石、伊利石、绿泥石、白云母、长石等同属于铝质黏土类矿物，均体现良好的吸附性能。煤矸石的主要化学成分包括Al₂O₃、SiO₂、CaO、MgO、Fe₂O₃、K₂O和Na₂O等，煤层地质年代和地区不同，这些化学成分含量有很大波动。

在我国的小城镇和广大农村，由于地点分散和经济原因没有建设集中式污水处理厂，因此这些地区水体中氮磷污染已经成为一项不可忽视的问题。目前水体除磷的方法主要有强化曝气、混凝沉淀、化学沉淀、吸附等物理化学化学方法，BAF、A2O、MBR和生物膜等生物膜法生物处理、人工湿地、生态浮岛、水体植物修复、水体动物修复生态处理等，以及上述方法的结合。由于铁系絮凝剂具有无生物毒性、形成的矾花大、沉降快、无二次污染，且在低温、低浊、高油含量水处理中具非常明显的优势，所以聚合氯化铝铁的研制受到追捧，并最终得以工业化。此外，研究人员也探索了氯化铝硅系列，氯化铝铁硅系列等新型无机高分子材料的制备。但是，在众多与氯化铝可能形成高分子材料的配伍研究过程中，由于钙离子半径远大于铝、铁离子，故鲜有对铝、铁、钙、氯离子配伍合成高分子材料进行探讨。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种利用煤矸石制备聚硅氯化铝铁钙的配方及制备方法。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：

一种利用煤矸石制备聚硅氯化铝铁钙的配方，由以下重量份的各物料组成：

煤矸石 15～25份；

石灰石 0～5份；

助剂 1～3份；

盐酸溶液 15～25份；

氯化铝 0～3份；

氯化铁 0～3份；

水玻璃 0～3份；

氧化钙 0～3份。

进一步地，所述助剂为碱金属氧化物或碱金属盐。