CN102627306A - 一种利用废弃物制备固体硫酸铝的新方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种利用废弃物制备固体硫酸铝的新方法，该方法是由液体硫酸铝、氢氧化铝废料和废硫酸，在一定条件下，经化学反应，加热蒸发，冷却结晶而制得符合国家标准的固体硫酸铝。本发明的一种利用废弃物制备固体硫酸铝的新方法，工艺简单易行，操作性强，且原料价格低廉，能耗低，生产效率高，成本低，更环保。
Description
技术领域
本发明属于环保工程及无机化工材料制造技术领域，具体涉及一种利用废弃物制备固体硫酸铝的新方法。
技术背景
根据数据显示，目前长铝公司氧化铝厂产生的氢氧化铝结疤料(含沉淀料)共10000-12000t/a左右，如果按氧化铝现有产能120万t/a推算，结疤料量为2万t/a；主要分布在分解、蒸发、脱硅工序，所占比例分别为78％、15％、7％。中铝集团平果铝业分公司，每年产生的氢氧化铝结巴料和氢氧化铝废料约为3600t～7500t/a；这些结疤料存放在氢氧化铝结疤料堆场，绝大部分被作为废料廉价处理，或丢弃在露天场所，不仅降低了混联法生产的氧化铝回收率，增加了氧化铝的单位物料消耗，导致氧化铝生产成本升高，而且氢氧化铝结巴料中附着的碱液经雨水冲刷流入土壤内对环境造成严重污染。
硫酸在化工、钢铁等行业广泛应用。在许多生产过程中，硫酸的利用率很低，大量的废硫酸随同含酸废水排放出去。这些废水如不经过处理而排放到环境中，不仅会使水体或土壤酸化，对生态环境造成危害，而且浪费大量资源。据统计数据显示，我国目前大多数钛白粉厂采用硫酸法工艺，副产硫酸亚铁和水解成偏钛酸之后的母液称之为废酸液或水解母液。每生产一吨钛白粉会产生浓度为22％～35％左右的废硫酸液8～10吨，年产2万吨的钛白粉厂，产生浓度为22％～35％的高达16～20万吨/年，浓缩后可获得浓度为60～90％的硫酸约为4～5.8万吨/年。氯气生产行业，干燥脱水工段和有机化工行业也产生大量浓度为60％～91％的废硫酸。这些废硫酸如不妥善处理，将会对土壤、水体和生态环境，造成严重后果。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：克服氢氧化铝结巴料和废硫酸对环境的污染和现有工艺技术的不足，提供一种能耗低、周期短、生产效率高、成本低，更环保的制备固体硫酸铝的新方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是，一种利用废弃物制备固体硫酸铝的新方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)将一定浓度和pH值的液体硫酸铝、氢氧化铝废料和废硫酸加入硫酸铝反应器中，在一定温度和转速下进行化学反应；
(2)将上述物料加热蒸发到一定时间后，取样检测pH值，并控制pH在2.90～3.15之间；
(3)将物料加热蒸发到预定温度后，输送至结晶器，进行冷却结晶，即可得到固体硫酸铝。
2、其中，在步骤(1)中所述，一定浓度和pH值分别是指液体硫酸铝的密度为1.20t/m3～1.50t/m3，pH值为2.40～3.30。
3、其中，在步骤(1)中所述，氢氧化铝废料为经过粉碎机粉碎至60～120目的氢氧化铝结巴料或氢氧化铝边角料中的任意一种或两种。
4、其中，在步骤(1)中所述，氢氧化铝废料的氧化铝百分含量为45.0％～62.0％。
5、其中，在步骤(1)中所述，废硫酸为氯碱酸、钛白废硫酸、酸洗钢铁废硫酸等废硫酸中的任意一种或多种。
6、其中，在步骤(1)中所述，废硫酸的百分含量为70％～93％。
7、其中，在步骤(1)中所述，一定比例为液体硫酸铝∶氢氧化铝废料∶废硫酸的质量比为1.00∶0.105～0.295∶0.194～0.545。
8、其中，在步骤(1)中所述，一定温度为80℃～120℃。
9、其中，在步骤(1)中所述，一定搅拌为30r/min～120r/min。
10、其中，在步骤(2)中所述，一段时间为1.0h～3.0h。
11、其中，在步骤(3)中所述，预定温度为112℃～120℃。
12、其中，在步骤(3)中所述，结晶器为钢板试结晶槽、结晶池、钢带结晶器或硫酸铝造粒机中的任意一种。
具体实施方式
以下以具体的实施例说明本发明的固体硫酸铝的制造方法。
实施例1
一种制备固体硫酸铝的新方法，步骤为：将氧8.20吨氧化铝含量为7.8％，PH值为3.35的液体硫酸铝和1.75吨粉碎至60～120目、氧化铝含量为56.2％的氢氧化铝废料加入反应器中，在90r/min的搅拌速度下混合均匀，然后加入3.23吨含量为86.45％的废硫酸，在80℃～120℃下进行化学反应，待物料反应到2h后，取样检测PH值，并控制PH值在2.90～3.15之间，继续加热蒸发，待反应器内物料温度升到112℃～118℃后，输送至结晶设备，经过冷却结晶后即可得到固体硫酸铝。
实施例2
一种制备固体硫酸铝的新方法，步骤为：将氧8.80吨氧化铝含量为7.8％，PH值为3.35的液体硫酸铝和1.45吨粉碎至60～120目、氧化铝含量为56.2％的氢氧化铝废料加入反应器中，在90r/min的搅拌速度下混合均匀，然后加入2.678吨含量为86.45％的废硫酸，在80℃～120℃下进行化学反应，待物料反应到2h后，取样检测PH值，并控制PH值在2.90～3.15之间，继续加热蒸发，待反应器内物料温度升到112℃～118℃后，输送至结晶设备，经过冷却结晶后即可得到固体硫酸铝。
以上所述只是本发明的较佳实施实例而已，并非是对本发明作其他形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为同等变化等效施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，根据本发明的技术实质对以上实施例任何简单的修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。
Claims (12)
1.一种利用废弃物制备固体硫酸铝的新方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)将一定浓度和pH值的液体硫酸铝、氢氧化铝废料和废硫酸加入硫酸铝反应器中，在一定温度和转速下进行化学反应；
(2)将上述物料加热蒸发到一定时间后，取样检测pH值，并控制pH在2.90～3.15之间；
(3)将物料加热蒸发到预定温度后，输送至结晶设备，进行冷却结晶，即可得到符合国家标准的固体硫酸铝。
2.根据权利要求1所述，一种利用废弃物制备固体硫酸铝的新方法，其特征在于，在步骤(1)所述，一定浓度和pH值分别是指液体硫酸铝的密度为1.20t/m3～1.50t/m3，pH值为2.40～3.30。
3.根据权利要求1所述，一种利用废弃物制备固体硫酸铝的新方法，其特征在于，在步骤(1)所述，氢氧化铝废料为经过粉碎机粉碎至60～120目的氢氧化铝结巴料或氢氧化铝边角料中的任意一种或两种。
4.根据权利要求1所述，一种利用废弃物制备固体硫酸铝的新方法，其特征在于，在步骤(1)所述，氢氧化铝废料的氧化铝百分含量为45.0％～64.0％。
5.根据权利要求1所述，一种利用废弃物制备固体硫酸铝的新方法，其特征在于，在步骤(1)所述，废硫酸为干燥氯气产生的废硫酸、钛白废硫酸、酸洗钢铁废硫酸，有机化工合成产生的废硫酸中的任意一种或多种。
6.根据权利要求1所述，一种利用废弃物制备固体硫酸铝的新方法，其特征在于，在步骤(1)所述，废硫酸的百分含量为65％～93％。
7.根据权利要求1所述，一种利用废弃物制备固体硫酸铝的新方法，其特征在于，在步骤(1)所述，一定比例为液体硫酸铝∶氢氧化铝废料∶废硫酸的质量比为1.00∶0.105～0.295∶0.194～0.545。
8.根据权利要求1所述，一种利用废弃物制备固体硫酸铝的新方法，其特征在于，在步骤(1)所述，一定温度为80℃～120℃。
9.根据权利要求1所述，一种利用废弃物制备固体硫酸铝的新方法，其特征在于，在步骤(1)所述，一定搅拌为30r/min～120r/min。
10.根据权利要求1所述，一种利用废弃物制备固体硫酸铝的新方法，其特征在于，在步骤(2)所述，一段时间为1.0h～3.0h。
11.根据权利要求1所述，一种利用废弃物制备固体硫酸铝的新方法，其特征在于，在步骤(3)所述，预定温度为112℃～120℃。
12.根据权利要求1所述，一种利用废弃物制备固体硫酸铝的新方法，其特征在于，在步骤(3)所述，结晶器为钢板试结晶槽、结晶池、钢带结晶器或硫酸铝造粒机中的任意一种。
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