CN101733068B - 一种利用铝材表面处理产生含镍废液制备工业干燥剂的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种利用铝材表面处理产生含镍废液制备工业干燥剂的方法，该方法包括如下步骤：取样并测量铝材表面处理产生含镍废液中铝元素的浓度，搅拌废液的同时往废液中加入共结晶剂，反应后，往废液中加入阴离子型分子量为一千万的聚丙烯酰胺并静置，沉淀浆液输至板框压滤机滤出白色沉淀物，白色沉淀物在烘干炉内烘干，捏合成干燥剂颗粒，干燥剂颗粒在煅烧炉内煅烧。本发明的方法减少了加热能耗，充分利用铝型材厂原有的污水处理设备，尽量避免了化工设备如大容量反应釜的添置，降低了设备投资成本，铝元素资源90％以上回收利用为有用产品，彻底消除了固体废弃物排放，有害镍杂质可以稳定地锁定在共结晶沉淀骨架中。
Description
技术领域
本发明涉及一种铝材表面处理产生含镍废液回收利用方法，尤其是一种利用铝材表面处理产生含镍废液制备工业干燥剂的方法。
背景技术
长期以来，一般铝厂在生产精炼铝及铝型材加工过程中，都产生大量的含铝废渣和含铝废液。其中废渣是高温精炼铝与铸造过程产生的，含有部分铝屑、氮化铝和碳化铝等杂质。遇水会产生难闻的氨水和乙炔；含铝废液则是而铝型材表面电化学精饰加工过程产生的，常年排放将造成江河污染，影响沿岸居民的饮水安全。一个中型铝型材加工企业产生的废液相当可观，年年排放约万吨，上缴排污费百万余元，不仅造成严重的环境污染，也浪费了可利用的铝资源。铝型材厂含铝废液是由铝型材电化学表面氧化车间以及其它一些表面处理车间的产生的，比如碱洗工序使铝型材表面的含铝物质溶解在碱洗液中，铝元素蓄积至一定程度时，槽液失效而必须倒槽排放；此外，铝型材在各表面处理工序的后水漂洗也会带出一些含铝废液。废液中除了铝元素外，还有封闭工序引入的镍元素、以及葡萄糖酸钠、缓蚀剂等添加剂成分，共同构成型材厂的这种成分复杂的含铝废液，由此也给废液的处理和铝资源回收利用带来了难度。
目前大部分铝型材厂对含铝废液的处理工艺是这样的：废液先进入集水池初步沉降，再进入中和池以酸中和，再加入絮凝剂使铝渣充分沉淀；清液回用，沉淀浆液输至板框压滤机滤出铝渣。这样的废液处理工艺，一方面由于该铝渣中含有镍以及多种杂质成分，难以采用传统的利用思路将其做成对纯度要求很高的铝系净水剂，如硫酸铝、聚合氯化铝、明矾等，也就是难以实现资源化利用；另一方面，低浓度的镍元素难以充分结晶沉淀，部分以絮凝包夹的形式混入铝渣，部分则以溶解形式残留清液中。因此，无论从资源化利用角度，还是从水净化角度，均需要对原有工艺作出革新。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种可减少加热能耗、尽量避免了化工设备如大容量反应釜的添置、铝元素回收率可达90％～99％、镍元素回收率可达85％～99％、彻底消除固体废弃物排放、使有害镍杂质可以稳定地锁定在共结晶沉淀骨架中的一种利用铝材表面处理产生含镍废液制备工业干燥剂的方法。
按照本发明提供的技术方案，所述利用铝材表面处理产生含镍废液制备工业干燥剂的方法包括如下步骤：
a、取样并测量铝材表面处理产生含镍废液中铝元素的浓度，将废液通入反应容器中并搅拌；
b、搅拌废液的同时往废液中加入共结晶剂，加入共结晶剂与废液中铝元素物质的量的比例为0.1～20∶1，所述共结晶剂为硅酸钠或磷酸钠；
c、含镍废液与共结晶剂的反应时间控制在0.5～24小时，反应后，往反应的废液中加入阴离子型分子量为一千万的聚丙烯酰胺并静置0.5～72小时为沉淀浆液，加入聚丙烯酰胺量与废液中铝元素量的质量比为0.0001～0.10∶1；
d、沉淀浆液输至板框压滤机滤出白色沉淀物，清液回用；
e、白色沉淀物在烘干炉内烘干，烘干炉内温度控制在100～200℃，烘干时间控制在0.1～5小时，烘干白色沉淀物后得干燥剂原粉，将干燥剂原粉在造粒机上捏合成干燥剂颗粒；
f、干燥剂颗粒在煅烧炉内煅烧，煅烧炉内温度控制在400～800℃，煅烧时间控制在0.1～3小时，可得工业干燥剂成品。
本发明的优先方案是加入共结晶剂物质与废液中铝元素物质的量的比例为0.5～5∶1。
本发明所述共结晶剂为IVA或VA族元素的含氧酸盐。
本发明的优先方案是加入聚丙烯酰胺的量与废液中铝元素量的质量比为0.001～0.02∶1。
在步骤c中，含镍废液与共结晶剂的反应时间控制在1～5小时。
在步骤c中，往含镍废液中加入阴离子型分子量为一千万的聚丙烯酰胺并静置12～48小时。
本发明的方法减少了加热能耗，充分利用铝型材厂原有的污水处理设备，尽量避免了化工设备如大容量反应釜的添置，降低了设备投资成本，铝元素资源90％以上回收利用为有用产品，彻底消除了固体废弃物排放，有害镍杂质可以稳定地锁定在共结晶沉淀骨架中。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。
实施例1
本发明一种利用铝材表面处理产生含镍废液制备工业干燥剂的方法包括如下步骤：
20立方米的铝材表面处理废液(铝元素含量为8％，镍元素含量为1％)进入反应池，充分搅拌下加入硅酸钠，硅酸钠的加入量与废液中铝元素的物质的量的比例为0.1∶1，反应24小时后可加入相当于废液中铝元素的质量的比例为0.0001∶1的絮凝剂(絮凝剂是聚丙烯酰胺，阴离子型分子量一千万)，静置72小时为沉淀浆液。沉淀浆液输至板框压滤机滤出白色沉淀物，清液回用。测定铝元素回收率可达90％，镍元素回收率可达90％。白色沉淀物经200℃干燥后得干燥剂原粉。将干燥剂原粉在造粒机上捏合成干燥剂颗粒；干燥剂颗粒在煅烧炉内煅烧，煅烧炉内温度控制在400℃，煅烧时间控制在0.5小时，可得工业干燥剂成品。
实施例2
本发明一种利用铝材表面处理产生含镍废液制备工业干燥剂的方法包括如下步骤：
20立方米的铝材表面处理废液(铝元素含量为8％，镍元素含量为1％)进入反应池，充分搅拌下加入磷酸钠，磷酸钠的加入量与废液中铝元素物质的量的比例为20∶1；反应0.5小时后可加入相当于废液中铝元素的质量的比例为0.1∶1的絮凝剂(絮凝剂是聚丙烯酰胺，阴离子型分子量一千万)，静置0.5小时为沉淀浆液。沉淀浆液输至板框压滤机滤出白色沉淀物，清液回用。测定铝元素回收率可达97％，镍元素回收率可达92％。白色沉淀物经100℃干燥后得干燥剂原粉。将干燥剂原粉在造粒机上捏合成干燥剂颗粒；干燥剂颗粒在煅烧炉内煅烧，煅烧炉内温度控制在800℃，煅烧时间控制在0.5小时，可得工业干燥剂成品。
实施例3
本发明一种利用铝材表面处理产生含镍废液制备工业干燥剂的方法包括如下步骤：
20立方米的铝材表面处理废液(铝元素含量为8％，镍元素含量为1％)进入反应池，充分搅拌下加入硅酸钠，硅酸钠的物质的量与废液中铝元素物质的量的比例为2∶1，反应5小时后可加入相当于废液中铝元素的质量比例为0.001∶1的絮凝剂(絮凝剂是聚丙烯酰胺，阴离子型分子量一千万)，静置12小时为沉淀浆液。沉淀浆液输至板框压滤机滤出白色沉淀物，清液回用。测定铝元素回收率可达98％，镍元素回收率可达92％。白色沉淀物经120℃干燥后得干燥剂原粉。捏合成型工艺后经500℃高温煅烧，可得工业干燥剂成品。
实施例4
本发明一种利用铝材表面处理产生含镍废液制备工业干燥剂的方法包括如下步骤：
20立方米的铝材表面处理废液(铝元素含量为8％，镍元素含量为1％)进入反应池，充分搅拌下加入磷酸钠，磷酸钠的加入量与废液中铝元素的物质的量的比例为5∶1；反应1小时后可加入相当于废液中铝元素的质量的比例为0.02∶1的絮凝剂(絮凝剂是聚丙烯酰胺，阴离子型，分子量一千万)，静置48小时为沉淀浆液。沉淀浆液输至板框压滤机滤出白色沉淀，清液回用。测定铝元素回收率可达92％，镍元素回收率可达88％。白色沉淀物经150℃干燥后得干燥剂原粉。将干燥剂原粉在造粒机上捏合成干燥剂颗粒；干燥剂颗粒在煅烧炉内煅烧，煅烧炉内温度控制在600℃，煅烧时间控制在2小时，可得工业干燥剂成品。
对比例1：
20立方米的铝材表面处理废液(铝元素含量为8％，镍元素含量为1％)先进入集水池初步沉降，再进入中和池以硫酸中和，再加入相当于废液中铝元素的质量比例为0.5∶1的聚丙烯酰胺型絮凝剂，静置20小时为沉淀浆液。沉淀浆液输至板框压滤机滤出灰色铝渣。测定铝元素回收率为90％，镍元素回收率仅30％，铝渣仅可作固体废弃物添埋处理。
Claims (5)
1.一种利用铝材表面处理产生含镍废液制备工业干燥剂的方法，其特征是：该方法包括如下步骤：
a、取样并测量铝材表面处理产生含镍废液中铝元素的浓度，将废液通入反应容器中并搅拌；
b、搅拌废液的同时往含镍废液中加入共结晶剂，共结晶剂物质与废液中铝元素物质的量的比例为0.1～20∶1，所述共结晶剂为硅酸钠或磷酸钠；
c、含镍废液与共结晶剂的反应时间控制在0.5～24小时，反应后，往含镍废液中加入阴离子型分子量为一千万的聚丙烯酰胺，并静置0.5～72小时，聚丙烯酰胺与含镍废液中铝元素的质量的比为0.0001～0.10∶1；
d、沉淀浆液输至板框压滤机滤出白色沉淀物，清液回用；
e、白色沉淀物在烘干炉内烘干，烘干炉内温度控制在100～200℃，烘干时间控制在0.1～5小时，烘干白色沉淀物后得干燥剂原粉，将干燥剂原粉在造粒机上捏合成干燥剂颗粒；
f、干燥剂颗粒在煅烧炉内煅烧，煅烧炉内温度控制在400～800℃，煅烧时间控制在0.1～3小时，可得工业干燥剂成品。
2.如权利要求1所述的一种利用铝材表面处理产生含镍废液制备工业干燥剂的方法，其特征是：加入共结晶剂物质的量与含镍废液中铝元素物质的量的比例为0.5～5∶1。
3.如权利要求1所述的一种利用铝材表面处理产生含镍废液制备工业干燥剂的方法，其特征是：加入聚丙烯酰胺的量与含镍废液中铝元素的质量比为0.001～0.02∶1。
4.如权利要求1所述的一种利用铝材表面处理产生含镍废液制备工业干燥剂的方法，其特征是：在步骤c中，含镍废液与共结晶剂的反应时间控制在1～5小时。
5.如权利要求1所述的利用铝材表面处理产生含镍废液制备工业干燥剂的方法，其特征是：在步骤c中，往含镍废液中加入阴离子型分子量为一千万的聚丙烯酰胺并静置12～48小时。
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