利用氯化鐵改性硅藻土助濾細(xì)粒褐煤脫水方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種利用氯化鐵改性硅藻土助濾細(xì)粒褐煤脫水方法，所述方法是將硅藻土與氯化鐵按比例混合，在水中加熱攪拌，反復(fù)沉淀干燥，得到負(fù)載完全的產(chǎn)物，之后將該產(chǎn)物水洗干燥，得到最終的改性硅藻土。本方法利用豐富廉價(jià)的天然硅藻土礦物資源，將改性硅藻土配制成溶液用作褐煤礦漿脫水的助濾劑，可大幅提高過濾速度，降低濾餅水分，適用性強(qiáng)，易于推廣，為解決細(xì)粒褐煤水分難以脫除提供了一種新的技術(shù)手段。
【專利說明】
利用氯化鐵改性硅藻土助濾細(xì)粒褐煤脫水方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種細(xì)粒褐煤脫水的方法，具體是一種利用氯化鐵改性硅藻土助濾細(xì)粒褐煤的脫水方法，屬于煤泥水處理領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]褐煤變質(zhì)程度低，煤質(zhì)疏松，孔隙結(jié)構(gòu)復(fù)雜，具有很強(qiáng)的吸附水分能力，而且褐煤遇水易泥化，使得實(shí)際褐煤脫水變得很困難，且褐煤粒度越細(xì)，具有的比表面積越大，越容易吸附水分。
[0003]目前褐煤水分的脫除已成為加強(qiáng)褐煤資源高效利用的一個(gè)阻礙，在發(fā)展高效節(jié)能新技術(shù)的基礎(chǔ)之上，開發(fā)高效、環(huán)保、經(jīng)濟(jì)的褐煤脫水新技術(shù)迫在眉睫。
[0004]在褐煤脫水技術(shù)中，機(jī)械脫水技術(shù)和熱力干燥脫水技術(shù)需要大量的資金投入，且水分的脫除度較低;微波脫水技術(shù)不成熟，目前還沒有得到大規(guī)模的現(xiàn)場工業(yè)應(yīng)用;助濾劑脫水技術(shù)相對發(fā)展較為成熟，應(yīng)用操作簡單，投資較少，安全可靠，因此發(fā)展褐煤的助濾劑脫水技術(shù)從經(jīng)濟(jì)和效益上都具有重大的現(xiàn)實(shí)意義，在過濾操作中，過濾介質(zhì)過小的孔隙易被懸浮液中細(xì)小的粒子和一些較大些可壓縮變形的粒子堵塞，這些堵塞孔隙的粒子會(huì)形成一種糊狀物，覆蓋在過濾介質(zhì)的表面，阻礙液體通過這些孔隙，但在過濾過程中添加助濾劑可以有效改善這種過濾狀況，進(jìn)而獲得足夠的過濾速率和必要的濾液澄清度，硅藻土是一類具有多孔隙結(jié)構(gòu)的非金屬礦物質(zhì)，來源豐富廣泛，價(jià)格低廉，它具有孔隙率高，比表面積大，吸附能力強(qiáng)和化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定等特點(diǎn)，硅藻土的這些特點(diǎn)使它有潛力成為理想的工業(yè)用褐煤助濾劑。
[0005]但是天然硅藻土直接作為助濾劑的性能往往不夠理想，這是由于硅藻土原土中一般都含有較多的雜質(zhì)，其中一部分雜質(zhì)覆蓋在硅藻土殼的外表面，另一部分則填充在硅藻土的內(nèi)部孔隙結(jié)構(gòu)中，這些雜質(zhì)堵塞了硅藻土微孔孔道，進(jìn)而降低了硅藻土的比表面積，影響了硅藻土的助濾效果；另外目前國內(nèi)外產(chǎn)的硅藻土表面多數(shù)帶負(fù)電荷，而一般的煤粒表面也呈負(fù)的電位，在過濾過程中，直接添加天然硅藻土作為助濾劑，其動(dòng)電效應(yīng)吸附過濾難以發(fā)揮作用，對此可通過添加陽離子化合物對其進(jìn)行改性，清除其中雜質(zhì)，并使硅藻土表面帶正電，提尚其助濾能力。
[0006]氯化鐵價(jià)格便宜，帶有高價(jià)陽離子，被氯化鐵改性的硅藻土表面形態(tài)復(fù)雜，比表面積大，且?guī)в姓姾?，性質(zhì)穩(wěn)定，助濾效果良好，因此氯化鐵是一種很合適的改性硅藻土用的藥劑。
[0007]雖然國內(nèi)外有很多人研究了硅藻土的改性，但把改性硅藻土應(yīng)用到細(xì)粒褐煤礦漿脫水領(lǐng)域的研究卻甚少，本發(fā)明正是由此產(chǎn)生。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的目的在于供一種利用氯化鐵改性硅藻土助濾細(xì)粒褐煤礦漿脫水方法，用以經(jīng)濟(jì)有效的提高細(xì)粒褐煤礦漿的脫水效率，降低濾餅水分，推動(dòng)褐煤資源的清潔利用。
[0009]為實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，本發(fā)明的技術(shù)解決方案如下。
[0010]一種利用氯化鐵改性硅藻土助濾細(xì)粒褐煤脫水方法，所述方法是按以下步驟進(jìn)行的:
(1)用孔徑Imm的篩子對天然硅藻土進(jìn)行篩分，取篩分硅藻土和氯化鐵固體試劑按50:1的質(zhì)量比混合，添加適量蒸餾水，攪拌混勻，靜置I小時(shí)，檢測并記錄上清液中Fe3+濃度；
(2)將上述步驟(I)中的硅藻土、氯化鐵和蒸餾水的混合液升溫至60°C，并恒溫以160r/min的速度進(jìn)行攪拌反應(yīng)一小時(shí)，室溫下冷卻靜置一小時(shí)，檢測并記錄上清液中Fe3+濃度；
(3)將上述步驟(2)中的混合液再次升溫至60°C恒溫，并以160r/min的速度攪拌反應(yīng)一小時(shí)，后停止加熱和攪拌，室溫下靜置一小時(shí)，檢測并記錄上清液中Fe3+濃度；
(4 )比較上述步驟(2 )與步驟(3 )記錄上清液中Fe3+濃度，若Fe3+濃度< 1%，則視作鐵離子在硅藻土上完全負(fù)載，否側(cè)重復(fù)上述步驟(2)和(3);
(5)將負(fù)載沉淀物過濾出來，用蒸餾水反復(fù)清洗、過濾，直到濾液中檢測不到Fe3+，此時(shí)將過濾得到的固體沉淀物置于烘箱，在105°C下烘干，獲得氯化鐵改性硅藻土產(chǎn)物；
(6)將上述步驟(5)得到的改性硅藻土與蒸餾水配制成0.05g/mL濃度的混合液，用作褐煤礦漿脫水的助濾劑；
(7)將粒度<1.5_的褐煤與蒸餾水配制成160g/L的褐煤礦漿，搖晃均勻，使氣泡排出，煤粉全部分散潤濕，然后放置2小時(shí)以上；
(8)將上述步驟(6)的硅藻土助濾劑與上述步驟(7)配制的褐煤礦漿按1:50的體積比混勻，加入硝酸溶液調(diào)節(jié)Ph=5，然后進(jìn)行過濾，過濾完畢后，取出濾餅，測量濾餅水分。
[0011]本發(fā)明上述所提供的一種利用氯化鐵改性硅藻土助濾細(xì)粒褐煤脫水方法，與現(xiàn)有技術(shù)相比，其優(yōu)勢在于:一是硅藻土來源廣泛，價(jià)格低廉;二是氯化鐵改性硅藻土易于制備，安全無毒，成本低廉;三是細(xì)粒褐煤礦漿脫水一直以來都是一個(gè)難題，其它方法或成本過高或效果欠佳，本方法為細(xì)粒褐煤礦漿脫水提供了一種既經(jīng)濟(jì)又適用有效的方法。
【具體實(shí)施方式】
[0012]以下對本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作出進(jìn)一步的說明。
[0013]實(shí)施例1
實(shí)施一種利用氯化鐵改性硅藻土助濾細(xì)粒褐煤脫水方法，該方法的具體步驟如下:步驟一、用孔徑Imm的篩子對天然硅藻土進(jìn)行篩分，秤取1g篩下硅藻土和0.2g氯化鐵試劑，一起置于500mL的燒杯中，加入適量蒸餾水，用玻璃棒攪拌混勻，靜置I小時(shí)，檢測并記錄上清液中Fe3+濃度；
步驟二、將燒杯放入水浴鍋中，設(shè)置水溫為60 °C，同時(shí)用電動(dòng)攪拌器攪拌，轉(zhuǎn)速為160r/min，反應(yīng)一個(gè)小時(shí)后停止水浴和攪拌，小心取出燒杯，在室溫下靜置一小時(shí)，檢測并記錄上清液中Fe3+濃度；
步驟三、再將燒杯放入水浴鍋中，設(shè)置水溫為60 °C，同時(shí)用電動(dòng)攪拌器攪拌，轉(zhuǎn)速為160r/min，一個(gè)小時(shí)后停止水浴和攪拌，小心取出燒杯，在室溫下靜置一小時(shí)，檢測并記錄上清液中Fe3+濃度；
步驟四、將上述步驟二與上述步驟三中記錄兩次Fe3+濃度進(jìn)行比較，若差別較大，則重復(fù)上述步驟二和上述步驟三中所述的恒溫?cái)嚢?、冷卻、靜置和測量操作，直到檢測到的連續(xù)兩次上清液中Fe3+濃度變化不超過1%，則視作鐵離子在硅藻土上完全負(fù)載。
[0014]步驟五、將完全負(fù)載后燒杯中固體物沉淀物過濾出來，用蒸餾水反復(fù)清洗、過濾，直到濾液中檢測不到Fe3+，此時(shí)將過濾得到的固體沉淀物放入烘箱，在105°C下烘干，得到最終的氯化鐵改性硅藻土產(chǎn)物。
[0015]步驟六、用上述步驟五得到的改性硅藻土與蒸餾水配制成0.05g/mL濃度的懸浮液，用作褐煤礦漿脫水的助濾劑。
[0016]步驟七、用粒度〈1.5111111的褐煤與蒸餾水配制成16(^/1的褐煤礦漿，取2501^褐煤礦漿置于250具塞量筒中，蓋上蓋，搖晃均勻放置2小時(shí)以上。
[0017]步驟八、取5mL上述步驟七中配置好的硅藻土懸浮液加到量筒中，搖晃均勻，用膠頭滴管加入配制好的硝酸溶液，調(diào)節(jié)PH=5，最后把量筒中的礦漿倒入真空抽濾機(jī)中進(jìn)行抽濾，之后取出濾餅，測量濾餅水分。
[0018]以上所述，只是本發(fā)明一個(gè)簡單應(yīng)用實(shí)例，并非對本發(fā)明的技術(shù)應(yīng)用范圍作任何限制，但凡依本發(fā)明的權(quán)利要求和權(quán)利說明書所做的變化或修飾，皆應(yīng)屬于本發(fā)明專利涵蓋的范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種利用氯化鐵改性硅藻土助濾細(xì)粒褐煤脫水方法，所述方法是按以下步驟進(jìn)行的: (1)用孔徑Imm的篩子對天然硅藻土進(jìn)行篩分，取篩分硅藻土和氯化鐵固體試劑按50:1的質(zhì)量比混合，添加適量蒸餾水，攪拌混勻，靜置I小時(shí)，檢測并記錄上清液中Fe3+濃度； (2)將上述步驟(I)中的硅藻土、氯化鐵和蒸餾水的混合液升溫至60°C，并恒溫以160r/min的速度進(jìn)行攪拌反應(yīng)一小時(shí)，室溫下冷卻靜置一小時(shí)，檢測并記錄上清液中Fe3+濃度； (3)將上述步驟(2)中的混合液再次升溫至60°C恒溫，并以160r/min的速度攪拌反應(yīng)一小時(shí)，后停止加熱和攪拌，室溫下靜置一小時(shí)，檢測并記錄上清液中Fe3+濃度； (4)比較上述步驟(2)與步驟(3)記錄上清液中Fe3+濃度，若Fe3+濃度<1%，則視作鐵離子在硅藻土上完全負(fù)載，否側(cè)重復(fù)上述步驟(2)和(3); (5)將負(fù)載沉淀物過濾出來，用蒸餾水反復(fù)清洗、過濾，直到濾液中檢測不到Fe3+，此時(shí)將過濾得到的固體沉淀物置于烘箱，在105°C下烘干，獲得氯化鐵改性硅藻土產(chǎn)物； (6)將上述步驟(5)得到的改性硅藻土與蒸餾水配制成0.05g/mL濃度的混合液，用作褐煤礦漿脫水的助濾劑； (7)將粒度<1.5_的褐煤與蒸餾水配制成160g/L的褐煤礦漿，搖晃均勻，使氣泡排出，煤粉全部分散潤濕，然后放置2小時(shí)以上； (8)將上述步驟(6)的硅藻土助濾劑與上述步驟(7)配制的褐煤礦漿按1:50的體積比混勻，加入硝酸溶液調(diào)節(jié)Ph=5，然后進(jìn)行過濾，過濾完畢后，取出濾餅，測量濾餅水分。
【文檔編號】B01D37/02GK105999844SQ201610470412
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年6月27日
【發(fā)明人】董憲姝, 樊玉萍, 馬曉敏, 張秀文
【申請人】太原理工大學(xué)