CN103086489A

CN103086489A - 一种利用赤泥制备絮凝剂聚合氯化铝铁的方法

Info

Publication number: CN103086489A
Application number: CN2013100509479A
Authority: CN
Inventors: 张珂; 胡芝娟
Original assignee: TIANJIN SINOMA ENGINEERING RESEARCH CENTER Co Ltd; Tianjin Cement Industry Design and Research Institute Co Ltd
Current assignee: TIANJIN SINOMA ENGINEERING RESEARCH CENTER Co Ltd; Tianjin Cement Industry Design and Research Institute Co Ltd
Priority date: 2013-02-07
Filing date: 2013-02-07
Publication date: 2013-05-08

Abstract

本发明公开了一种利用赤泥制备絮凝剂聚合氯化铝铁的方法，按照以下步骤进行操作：一）将体积比为1：2.5～5的赤泥和盐酸放入搅拌反应釜中进行混和，使它们在温度为90～95℃的条件下，反应70～100min，在反应进行期间，调节反应液的PH值在3.5～4.5之间；二）对釜中液进行固液分离，得到反应液和反应渣，所得反应液即为聚合氯化铝铁溶液；三）将聚合氯化铝铁溶液放到干燥箱中进行干燥，恒重后，即可得到固体聚合氯铝铁。本发明可以减少15～20%的赤泥排放量。而且由于排出的反应渣以固态形式存在，使堆放形式可以单一化，降低管理成本。

Description

一种利用赤泥制备絮凝剂聚合氯化铝铁的方法

技术领域

本发明属于絮凝剂制备方法技术领域，特别涉及一种利用赤泥制备絮凝剂聚合氯化铝铁的方法。

背景技术

赤泥是铝工业中最主要的固体废渣，是铝土矿经一系列物理化学反应过程制取氧化铝后剩余的固体废料。每生产1t氧化铝约产生0.8t～1.6t赤泥。我国作为世界氧化铝生产大国，每年产生赤泥量约在3000万t以上，目前累积堆存量已达到2亿t，预计到2015年全国赤泥的堆存量将达到3.5亿t。

由于赤泥具有高碱性，大量的赤泥不能有效地利用，而只能靠大面积的堆场进行存放，这其中，拜耳法赤泥由于水份含量高，流动性好，只能靠筑坝进行存放。这样除了占用大量土地外，还由于碱性物质渗入地下，造成土地碱化、地下水环境的污染。赤泥的综合利用成为当前一个最为迫切的技术课题。

赤泥主要含有氧化铝、氧化铁、氧化钙、二氧化硅和碱性钠，同时还少量含有二氧化钛、氧化钪及氧化镁等。目前对赤泥利用的研究大多数是在高校、研究院中进行，而且多数认为对其进行预处理后使用效果更好，并且预处理需要在一些工艺过程比较复杂、反应条件苛刻的环境下进行处理，因此，使其利用的成本较高，不易大规模使用。

目前应用最为广泛的絮凝剂以聚合铝和聚合铁这两大类为主。聚合氯化铝铁同时兼有铝盐与铁盐絮凝剂的优良性能，它具有沉降速度快，形成絮凝体大等特点，而且去水色度与除浊效果也优于聚合铝与聚合铁，因此，在工业污水、生活废水及饮用水净化等处理中逐渐成为越来越受重视的无机高分子絮凝剂。从查阅的现有资料来看，目前，聚合氯化铝铁的生产原料较多，可用铝矾土、矾浆、铝酸钙粉及尾矿等，但部分原料使用成本高，过程添加物多，而且工艺较复杂，不利于大规模生产。

发明内容

本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种利用赤泥制备絮凝剂聚合氯化铝铁的方法，该方法工艺过程简单可靠，成本低。

本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：一种利用赤泥制备絮凝剂聚合氯化铝铁的方法，按照以下步骤进行操作：

一）将体积比为1：2.5～5的赤泥和盐酸放入搅拌反应釜中进行混和，使盐酸和赤泥中的相关组分在温度为90～95℃的条件下，反应70～100min，在反应进行期间，调节反应液的PH值在3.5～4.5之间；所用盐酸的浓度为：19%～22%；

二）对反应后的釜中液进行固液分离，得到反应液和反应渣，所得反应液即为聚合氯化铝铁溶液；

三）将聚合氯化铝铁溶液放到干燥箱中，在105～110℃下进行干燥，恒重后，即可得到固体聚合氯铝铁。

所述步骤二），用水对反应渣进行清洗，将清洗液与反应液混合，获得聚合氯化铝铁溶液。

所述步骤一），采用氨水调节反应液的PH值在3.5～4.5之间。

本发明具有的优点和积极效果是：

一）直接利用生产氧化铝后的赤泥作为原料，无需进行预处理；

二）化学反应过程条件要求低，能够降低产品的生产成本，易实现产业化生产；

三）将筑坝存放的工业废渣—赤泥，变成了可以露天堆放的固体渣，降低了工业废渣的管理成本；

综上所述，本发明充分利用了工业废渣—赤泥中有用的元素，在经过制取聚合氯化铝铁后，可以减少15～20%的赤泥排放量。而且由于排出的反应渣以固态形式存在，使堆放形式可以单一化，降低管理成本。

具体实施方式

为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例：

下述实施例所用原料及设备：

原料：淄博山铝公司拜耳法生产氧化铝后赤泥，化学成分如下表：

成分	SiO₂	Al₂O₃	Fe₂O₃	CaO	MgO	Na₂O	K₂O	TiO₂	L.O.I
										含量%	26.44	22.72	27.46	0.93	0.22	10.16	0.23	1.48	11.64

HCl：19%～22%。

所用设备：

搅拌反应釜：天津华兴伟业实验仪器公司，型号：D-8401；

抽滤机：浙江黄岩求精真实泵厂，型号：2XZ-0.25；

干燥箱：上海实验仪器厂，型号：101-3。

实施例1：

一种利用赤泥制备絮凝剂聚合氯化铝铁的方法，按照以下步骤进行操作：

一）将体积比为1：3的赤泥和盐酸放入搅拌反应釜中进行混和，使盐酸和赤泥中的相关组分在温度为93℃下，反应90min，在反应进行期间，采用氨水调节反应液的PH值在3.5～4.5之间；所用盐酸的浓度为：21%；上述反应液的PH值调节剂并不限于氨水，还可以是所用赤泥的浸出液等碱性物质。

二）待反应完成后，静置至反应釜内温度降至20～30℃，采用抽滤机对釜中液进行固液分离，得到反应液和反应渣，所得反应液即为聚合氯化铝铁溶液；

为了提高产率，降低成本，用水对反应渣进行清洗，将清洗液与反应液混合，以获得更多的聚合氯化铝铁溶液。反应渣的清洗次数以2～5次为宜。所得反应渣可以作为其他有用元素提取的原料，也可以进行堆放处理。

三）将聚合氯化铝铁溶液放到干燥箱中，在110℃下进行干燥，恒重后，即可得到固体聚合氯铝铁。

实施例2：

一）将体积比为1：2.5的赤泥和盐酸放入搅拌反应釜中进行混和，使盐酸和赤泥中的相关组分在温度为90℃下，反应100min，在反应进行期间，采用氨水调节反应液的PH值在3.5～4.5之间；所用盐酸的浓度为：22%；上述反应液的PH值调节剂并不限于氨水，还可以是所用赤泥的浸出液等碱性物质。

三）将聚合氯化铝铁溶液放到干燥箱中，在105℃下进行干燥，恒重后，即可得到固体聚合氯铝铁。

实施例3：

一）将体积比为1：5的赤泥和盐酸放入搅拌反应釜中进行混和，使盐酸和赤泥中的相关组分在温度为95℃下，反应70min，在反应进行期间，采用氨水调节反应液的PH值在3.5～4.5之间；所用盐酸的浓度为：19%；上述反应液的PH值调节剂并不限于氨水，还可以是所用赤泥的浸出液等碱性物质。

本发明的原理：利用赤泥中的氧化铝和氧化铁与盐酸进行反应，反应后铁、铝均以水合离子形式存在，随着溶液中PH值的升高，铁、铝的水合离子发生水解，形成一系列的配位离子，当水解反应进行到一定程度后，OH与铝、铁间发生聚合反应，逐渐溶出生成复合型聚合氯化铝铁。

尽管上面对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，并不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可以作出很多形式，这些均属于本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种利用赤泥制备絮凝剂聚合氯化铝铁的方法，其特征在于，按照以下步骤进行操作：

2.根据权利要求1所述利用赤泥制备絮凝剂聚合氯化铝铁的方法，其特征在于，所述步骤二），用水对反应渣进行清洗，将清洗液与反应液混合，获得聚合氯化铝铁溶液。

3.根据权利要求1所述利用赤泥制备絮凝剂聚合氯化铝铁的方法，其特征在于，所述步骤一），采用氨水调节反应液的PH值在3.5～4.5之间。