赤泥净水剂的研究

于永波

（山西机电职业技术学院材料工程系，山西长治 046000）

赤泥是从铝土矿中提炼氧化铝后排出的工业固体废物，其中含有丰富的铁铝等资源。然而在现阶段，赤泥几乎作为固体废物堆存，未加以有效的回收利用。本文以某氧化铝厂赤泥为原料，通过盐酸浸出，分析研究各因素对铁、铝的浸出效果，并通过正交试验选出最优制备净水剂的工艺组合参数。

1 试验原料

原料赤泥来自山西氧化铝厂，化学成分见表1。

表1 赤泥的化学成分

2 正交试验方案及方法

净水剂制备采用正交试验方案：①因素选择：温度、盐酸浓度、液固比、反应时间；②水平选择：各因素分别选择适宜的三个水平。拟定试验的因素水平，见表2。

取50g赤泥放入大烧杯中，并将烧杯置于预定温度的水浴槽中加热，然后按实验方案加入一定体积所需浓度的盐酸，电磁搅拌器搅拌，同时秒表计时，待反应到既定时间后进行抽滤。对滤液中铝铁的成分进行测定后得到试验结果，见表3。

表2 正交试验因素及水平

表3 正交试验结果

3 试验结果分析

将表3得到的正交试验结果按极差分析，再将处理得到的数据绘制成直观图，进行水平优选，见图1、图2。

由图1可见，对铁浸出效果影响主次因素依次为：温度＞液固比＞盐酸浓度＞时间，铁元素浸出效果最优组合方案为：A3（80℃）B2（6mol/L）C3（8∶1）D2（1h）。

由图2可见，对铝浸出效果影响主次因素依次为：温度＞液固比＞盐酸浓度＞时间，铝元素浸出效果最优组合方案为：A3（80℃）B2（6mol/L）C3（8∶1）D3（2h）。

综合考虑铝铁元素的盐酸浸出效果以及浸出效率，选出最优组合方案为：A3（80℃）B2（6mol/L）C3（8∶1）D2（1h），按此试验方案进行，最后铁的浸出率为96.56%，铝的浸出率为91.31%。

4 絮凝试验与结果

将赤泥在上述最优方案下反应完全后，静置，取上层清液（聚合氯化铝铁FAFC），与从市场购买的聚合氯化铝PAC与聚合氯化铁PAF做絮凝对比试验。试验取样来自当地生活污水和某印染废水，试验结果见表4。

表4 絮凝试验结果

从表4可以看出，通过盐酸浸出赤泥得到的聚合氯化铝铁FAFC比单纯的聚合氯化铝PAC和单纯的聚合氯化铁PAF的净水效果好，且沉降效率高，沉淀结构稳定，易于清理。

5 结论

（1）通过正交试验方案制备净水剂的最优工艺条件：选择6mol/L的盐酸，盐酸与赤泥的液固比（mL∶g）为8∶1，反应温度为80℃，反应时间为1h。

（2）自制得到聚合氯化铝铁的去浊度、COD去除率以及色度去除率较单一聚合氯化铝与聚合氯化铁效果好。

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