煤矸石制备水处理絮凝剂及其性能评价_郭庆

煤矸石制备水处理絮凝剂及其性能评价郭庆1,张更1,陈松2,王俊奇3(1.西安石油大学陕西省油气田特种增产技术重点实验室,陕西西安710065;2.中国石油长庆石油勘探局井下技术作业处,甘肃庆阳745100;3.中国石油塔里木油田分公司开发事业部,新疆库尔勒841000)摘要:本文通过研究利用陕北地区煤矸石制备高效水处理絮凝剂聚合硫酸硅酸铁铝,确定了制备聚合硫酸硅酸铁铝的最佳反应条件,并利用其对长庆油田采油污水进行处理,对处理效果进行评价分析,设计出了一条合理的絮凝剂制备及水处理工艺流程。研究结果表明,采用本工艺生产的聚合硫酸硅酸铁铝产品处理效果较好,经济前景好,具有良好的市场。关键词:煤矸石;絮凝剂;油田水处理前言煤矸石是煤炭开采和洗选加工过程中产生的固体废弃物。近年来,随着煤炭资源的不断开发和利用,造成煤矸石的大量堆放,这不仅占用了大量耕地,还造成了地下水源和江河地表水的污染。煤矸石富含制备无机高分子絮凝剂的主要成份,是制备无机高分子絮凝剂的天然原料。陕北地区是我国重要的石油产区,油田废水产出量大,对环境污染严重,用煤矸石制备的絮凝剂处理油田污水既可以减轻煤矸石堆放对环境造成的压力,又可以为石油企业解决水污染这一重大难题。本文研究煤矸石资源化利用关键技术,制备新型污水净化剂,变废为宝,以废治废,对陕北地区水资源可持续发展具有十分重要的意义,必将带来显著的经济效益与社会效益。1煤矸石制备聚合硫酸硅酸铁铝1.1陕北地区煤矸石化学组成经气象色谱仪测定分析陕北地区煤矸石各化学组成见表1。1.2煤矸石制备聚合硫酸硅酸铝铁的实验原理煤矸石中含有15%～35%的Al2O3和2%～9%的Fe2O3,用酸溶法提取其中的铁铝分在数量上是有保障的。煤矸石经粉碎→焙烧→细碎→酸溶→沉降→过滤工艺处理后,所得滤液为AlCl3和FeCl3,滤渣的主要成份是SiO2,将其与NaOH按一定比例配成料浆送入反应容器,反应完毕后过滤并除去不溶物,所得滤液即为NaSiO3的水溶液。用一定浓度的工业盐酸对NaSiO3进行酸化,便可得硅酸,硅酸在一定条件下聚合生成聚硅酸,聚硅酸与AlCl3和FeCl3按一定摩尔比混合,即得聚硅酸铁铝絮凝剂。表1煤矸石化学组成化学成份SiO2Al2O3Fe2O3CaOMgO其他含量40%-64%15%-35%2%-9%1%-7%1%-4%2%左右1.3试验方法1.3.1酸浸反应和碱浸反应①酸浸反应取焙烧后的煤矸石粉末30g,装入到三口瓶当中,加入稀释后的浓硫酸,浓盐酸,再加入H2O放入带水泡回流器的,型号为2DHW的调温电热套中煮沸2个小时。为了寻找最佳的稀释浓度,每次用酸煮煤矸石的时候,用的浓盐酸和浓硫酸以及水的量都不同(表2)。[7]KEMANIMB,MORSHEDA,Carbondioxidecorrosioninoilandgasproductionacompendium[J].Corrosion.2003.59(8):559-683.[8]魏宝明主编.金属腐蚀理论及应用.北京:化学工业出版社,1984.EFFECTOFCO2ONTHECORROSIONOFWIRESTAINLESSSTEELLIShuan-liang,WANGBin,LIChun-fu,YOUGuo-qun,QINYong-ni,RENQiang,RONGJin-fang(CollegeofMaterialScienceandEngineering,SouthwestPetroleumUniversity,Sichuanchendu,610500,China)Abstract:Bymeansofweightlosstesting,SEMandEDS,corrosionofstainlesssteelinhalidemediumsolutionsaturatedwith5%CO2atdifferenttemperatureanddifferengpressurewasstudied,andthesurfaceproductswereanalyzed.ThecausesofCO2corrosionunderhightemperatureandhighpressurearediscussed.Keywords:Hightemperatureandhighpressure;CO2Corrosion;Corrosionproduct72008年第13期内蒙古石油化工收稿日期:2008-01-12作者简介:郭庆(1982-),男,四川射洪人。2006年毕业于山西农业大学环境科学专业,获理学学士学位。现为西安石油大学油气田开发工程专业硕士研究生,主要从事采油工程理论与技术方面的研究。表2酸煮碱煮实验的各项数据项目12345678910煤矸石量(g)30.030.030.0