CN104229903B - 由含铁废酸液与铝灰制备聚合氯化铝铁的方法 - Google Patents

Abstract

一种由含铁废酸液与铝灰制备聚合氯化铝铁的方法，属于无机高分子混凝剂制备技术领域。步骤：配备反应装置，该反应装置包括反应容器，在其顶盖上设含铁废酸液引入接口和排废气接口，在反应容器的下侧部设反应物引出接口；搅拌机构，设在反应容器顶盖上，还伸展到反应容器内；工作平台，与反应容器上侧部连接；铝灰螺旋输送机构，设在工作平台上，与反应容器相通；沉淀池，其上部设支承横梁；沉淀池搅拌机构，设在支承横梁的居中位置且伸展到沉淀池内；在反应物引出接口上配接出料阀；制备含铁废酸原液；制备聚合氯化铝铁初品；沉淀。节约资源，有助于对环境的保护；满足工业化放大生产要求；节能效果好；结构简单，操作方便。

Description

由含铁废酸液与铝灰制备聚合氯化铝铁的方法

技术领域

本发明属于无机高分子混凝剂制备技术领域，具体涉及一种由含铁废酸液与铝灰制备聚合氯化铝铁的方法。

背景技术

聚合氯化铝铁之所以被广泛用于对诸如生活饮用水、工业用水、生活废水以及工业污水的处理，是因为其具有并非限于下面归纳的十个方面的长处：一是用量低于传统的混凝剂如聚合硫酸铁、聚合氯化铝；二是将无机高分子聚合氯化铝和聚合氯化铁两者的特性兼而得之；三是絮凝体形成速度和沉淀速度快，处理能力强；四是对水中的碱度消耗量小，出水pH值降低少；五是水溶液不溶物低且透光性好；六是适用的pH值范围广，在pH5-9的范围内均可使用；七是对浊度、碱度和有机物含量变化适应性强；八是重金属含量指标能满足我国国家标准GB15892-2003要求；九是残余游离铝含量低，净化后的水质优异；十是腐蚀性小且易于溶解。

关于聚合氯化铝铁的制备方法的技术信息在公开的专利文献中不乏见诸，如CN100347098C推荐有“混凝剂多态聚合氯化铝铁及其制备方法”，该专利方案以聚合氯化铝铁为基础加入硅酸钠、铝酸钙以及由含铝含硅改性的粘土充任的超细微粉。通过对该专利说明书的全文阅读可知其属于对聚合氯化铝铁的二次加工范畴，以便提高聚合氯化铝铁对含油悬浮物质的吸附助凝效果（具体可参见该专利的说明书第1页最后7行的内容），因而对于制备聚合氯化铝铁不具有可借鉴的技术启示。

授权公告号CN100554178C提供有“一种无机高分子絮凝剂聚合氯化铝铁的生产方法”，该专利方案是利用在凹凸棒石粘土生产活性白土的过程中产生的含酸废液经碱性物质如氢氧化钾、生石灰、碳酸钠或碳酸氢钠中和反应得到目标产品即得到聚合氯化铝铁。该专利的积极意义可参见其说明书正文第2页第6段，欠缺在于对废酸液的获得具有局限性，因为对于无凹凸棒石粘土资源的地区无法适用，也就是说废酸液来源受到客观限制。

授权公告号CN101172684B介绍有“利用粉煤灰工业化生产聚合氯化铝铁净水剂的方法”，其是先将重量份为20-30份的粉煤灰投入反应容器，再向反应容器中加入质量%比浓度为10-20%的工业盐酸30-48份（重量份）以及加入重量份为0.1-0.5份的助溶剂（助溶剂为氯化钾、氯化钙或氯化钠）反应，反应结束后将反应物（专利称反应料液）引入澄清池固液分离，将固液分离得到的上清液引入聚合釜并加入重量份数为0.3-1.5份聚合剂（聚合剂为氢氧化钠、氢氧化钙、碳酸钠或氨水）进行聚合反应，得到成品的聚合氯化铝铁。该专利方案的技术效果可见说明书第0011段，但是由于需要消耗较多的工业盐酸，因而仍有失经济性。

授权公告号CN102139943B披露有“一种用赤泥提钪液制备聚合氯化铝铁的方法”，该方法之建树之处可见其说明书第0099至0100段，欠缺如同对前述CN100554178C的说明。

典型的如授权公告号CN102372308B公告有“一种含铁废酸洗液生产聚合氯化铝铁混凝剂的工艺”，其推荐的步骤依次为：聚合氯化铝铁母液制备、聚合氯化铝母液氧化与沉降、聚合氯化铝铁母液氧化和聚合氯化铝铁盐基度调整，该专利方案能够客观地体现其说明书第0013段记载的技术效果。

并非限于上面例举的专利方案的共同特点是变废（废：含酸废液）为宝而体现对资源的利用价值，但是仍然存在共同的缺憾，那就是仍需要依赖工业原料，所谓的工业原料如CN100554178C中提及的碱性物质（氢氧化钾、生石灰、碳酸钠或碳酸氢钠），又如CN101172684B中提及的工业盐酸，因此仍不足以体现资源的最大化利用价值，并且使制得的聚合氯化铝铁有失经济性。

周知，我国是铝资源大国，同时也是铝冶炼大国，铝锭的年产量占全世界的40%左右（2010年，全世界铝锭产量为4106万吨，我国占139万吨）。

进而如业界所知，在铝冶炼过程中，更具体地讲在制造铝锭的过程中会产生多种副产物，铝灰便是多种副产物中的一种，铝灰在铝熔融工序中占铝重量的1-12%，先前，人们将铝灰视为废渣而弃之，不仅造成铝资源的浪费，而且损及环境。然而随着铝灰处理工艺及相应设备的开发，将铝灰经分离处理、破碎、过筛和熔化，直至铸造为铝锭，从而使铝资源得以充分利用。此外，在再生铝的生产过程中也会产生大量的铝灰，通常对再生铝生产中产生的铝灰以压榨方式回收铝。

对铝灰不论是采用前述的分离处理、破碎、过筛和熔化以及铸为铝锭还是通过压榨回收铝，均依然存在铝成分的浪费情形。

由上述可知，如果能将金属清洗（酸洗）过程中产生的含铁废酸液以及在铝锭加工（包括由废铝加工成铝锭）过程中产生的铝灰联袂使用于制备聚合氯化铝铁，那么毫无疑问得以极致地体现资源利用的最大化效果，并且既可降低制备成本又能保护环境。但是在迄今为止公开的专利和非专利文献中均未见诸有相应的报导。此外若要采用含铁废酸液与铝灰制备聚合氯化铝铁，那么需要由特定的装置作技术支撑，而这种装置的技术信息同样均未在公开的文献中见诸。

针对上述已有技术，本申请人作了积极而有益的探索与尝试，终于形成了下面将将要介绍的技术方案。

发明内容

本发明的任务在于提供一种由含铁废酸液与铝灰制备聚合氯化铝铁的方法，该方法有助于共扬含铁废酸液与铝灰之长并且同抑影响环境之短而藉以体现资源的最大化利用价值、有利于显著简化工艺步骤而藉以满足工业化放大生产要求、有益于利用反应体系的自生热源而藉以体现节能、有便于借助结构简单并且操作方便的反应装置保障制备工艺所需的要求。

本发明的任务是这样来完成的，一种由含铁废酸液与铝灰制备聚合氯化铝铁的方法，包括以下步骤：

A）配备一反应装置，该反应装置包括在使用状态下支承于地坪上的一反应容器，在该反应容器的反应容器顶盖上设置有一用于将含铁废酸液引入反应容器内的含铁废酸液引入接口和一用于将反应容器内的废气引出的排废气接口，在反应容器的下侧部设置有一用于将反应容器内的反应物引出的反应物引出接口；一搅拌机构，该搅拌机构设置在所述反应容器顶盖上，并且位于反应容器顶盖的中央位置，该搅拌机构还伸展到反应容器内；一工作平台，该工作平台以腾空状态支承于地坪上并且与反应容器上侧部连接；一用于向所述反应容器内输送铝灰的铝灰螺旋输送机构，该铝灰螺旋输送机构设置在所述工作平台上，并且与反应容器相通；一沉淀池，该沉淀池在对应于所述反应容器的下方的位置构建于地坪上，并且在该沉淀池的上部设置有一支承横梁；一沉淀池搅拌机构，该沉淀池搅拌机构设置在所述的支承横梁的长度方向的居中位置并且伸展到沉淀池内；其中：在所述的反应物引出接口上配接有一出料阀，该出料阀的出料口与所述的沉淀池相通；

B）制备含铁废酸原液，用稀盐酸兑入到质量百分比浓度10-14%的含铁废酸液中，并且直至使含铁废酸液的质量百分比浓度提高至15-18%，得到含铁废酸液；

C）制备聚合氯化铝铁初品，在所述搅拌机构处于搅拌的状态下分三次投料将由步骤B）得到的含铁废酸原液从所述含铁废酸液引入接口引入所述反应容器内并且同样分三次将铝灰由所述铝灰螺旋输送机构输送至反应容器内，使铝灰与含铁废酸原液反应，得到原液，在搅拌机构处于继续搅拌的状态下使原液聚合反应，控制继续搅拌的速度和控制聚合反应的时间得到聚合氯化铝铁初品；

D）沉淀，将由步骤C）得到的聚合氯化铝铁初品从所述反应容器的反应物引出接口引入所述的沉淀池内，在所述沉淀池搅拌机构处于搅拌的状态下加入回调液，由回调液对聚合氯化铝铁初品的密度进行调整，再向沉淀池内加入沉淀剂以及PAM，待沉淀剂以及PAM加入完毕后，沉淀池搅拌机构停止搅拌，静置分层，将上清液引入成品池，得到聚合氯化铝铁，而沉淀池内的沉淀物引至压滤装置压滤，压滤时产生的压滤液作为所述的回调液使用。

在本发明的一个具体的实施例中，所述的搅拌机构包括搅拌电机座、搅拌电机和搅拌轴，搅拌电机座固定在所述反应容器顶盖上并且位于反应容器顶盖的居中位置，搅拌电机固定在搅拌电机座上，并且该搅拌电机的搅拌电机轴朝向下，搅拌轴以垂直悬臂状态转动地支承在反应容器顶盖的中央位置，该搅拌轴的上端通过联轴器与所述搅拌电机轴传动连接，而下端伸展到反应容器内并且构成有搅拌桨；所述的铝灰螺旋输送机构包括铝灰储罐、螺旋输送电机和螺旋输送轴，铝灰储罐支承在所述工作平台上，在该铝灰储罐的铝灰储罐顶盖上并且位于铝灰储罐顶盖的中央位置构成有一用于将铝灰引入铝灰储罐内的铝灰引入接口，在铝灰储罐的下侧部构成有一铝灰引出接口，该铝灰引出接口朝着所述反应容器顶盖的方向延伸并且与所述反应容器相通，螺旋输送电机设置在工作平台上，螺旋输送轴在对应于所述铝灰引出接口的位置转动地支承在铝灰储罐的下部，并且与螺旋输送电机传动连接，在该螺旋输送轴上构成有用于将铝灰储罐内的铝灰向所述铝灰引出接口的方向驱赶的螺旋片；在所述的反应容器顶盖上并且在对应于所述铝灰引出接口的位置开设有一铝灰引出接口配合孔，铝灰引出接口与该铝灰引出接口配合孔配接；所述沉淀池搅拌机构包括沉淀池搅拌电机支承座、沉淀池搅拌电机和沉淀池搅拌轴，沉淀池搅拌电机支承座固定在所述支承横梁的长度方向的居中位置，沉淀池搅拌电机固定在沉淀池搅拌电机支承座上，并且该沉淀池搅拌电机的电机轴朝向下，沉淀池搅拌轴以垂直悬臂状态转动地支承在支承横梁上，该沉淀池搅拌轴的上端通过联轴节与所述电机轴传动连接，而下端伸展到所述沉淀池内并且构成有搅拌翼；当所述的反应容器有彼此对应的两个时，所述的螺旋输送电机有两台，所述的螺旋输送轴有两根，所述的铝灰引出接口有彼此对应的两个；在所述的沉淀池的上部设置有一用于抽取沉淀池内的聚合氯化铝铁的聚合氯化铝铁抽取泵。

在本发明的另一个具体的实施例中，步骤B）中所述的含铁废酸液为金属表面处理、电镀产生的含铁废酸液，所述的稀盐酸的质量百分比浓度为35-37%。

在本发明的又一个具体的实施例中，步骤C）中所述的分三次投料将含铁废酸原液从所述含铁废酸液引入接口引入所述反应容器并且同样分三次将铝灰由所述铝灰螺旋输送机构输送至反应容器内的工艺参数如下：在第一次投料过程中，含铁废酸原液与铝灰的重量比控制为1.6∶0.4，在第二次投料过程中，含铁废酸原液与铝灰的重量比控制为1∶0.3，在第三次投料过程中，含铁废酸原液与铝灰的重量比控制为1∶0.3；所述铝灰与含铁废酸原液反应的温度为85-95℃；所述搅拌机构的搅拌速度为150-200rpm；在所述第一次投料过程中，铝灰与含铁废酸原液的反应时间控制为170-190min；在所述第二次投料过程中，铝灰与含铁废酸原液反应的时间控制为100-140min；在所述第三次投料过程中，铝灰与含铁废酸原液反应的时间控制为160-200min。

在本发明的再一个具体的实施例中，在所述的第一次投料过程中，所述含铁废酸原液由所述含铁废酸引入接口一次性引入所述反应容器内，在所述第二次投料过程中，所述含铁废酸原液以滴加方式引入所述反应容器内并且在100-140min内滴加完毕，在所述第三次投料过程中，所述含铁废酸原液同样以滴加方式引入所述反应容器内并且在160-200min内滴加完毕；在所述第一次投料过程中，所述铝灰以缓慢状态由所述铝灰螺旋输送机构引入所述反应容器内，并且在170-190min内引入完毕，在所述第二次投料过程中，铝灰在100-140min内引入完毕，在所述第三次投料过程中，铝灰在160-200min内引入完毕。

在本发明的还有一个具体的实施例中，步骤C）中所述的控制继续搅拌的速度是将继续搅拌的速度控制为100-120rpm；所述的控制聚合反应的时间是将聚合反应的时间控制为100-140min。

在本发明的更而一个具体的实施例中，步骤D）中所述的回调液为自上一次反应中产生的沉淀物中压滤出的压滤液；所述的由回调液对聚合氯化铝铁初品的密度进行调整是将聚合氯化铝铁初品的密度调整为1.2-1.25g/cm³（采用比重计测控）。

在本发明的进而一个具体的实施例中，步骤D）中所述的聚合氯化铝铁初品、沉淀剂以及PAM三者的重量比为1∶0.8∶0.6。

在本发明的又更而一个具体的实施例中，所述的沉淀剂为脂肪酸甲酯磺酸钠。

在本发明的又进而一个具体的实施例中，步骤D）中所述的沉淀池搅拌机构的搅拌速度为80-120rpm；所述的静置的时间为120-150min。

本发明提供的技术方案的技术效果之一，由于采用了含铁废酸液以及铝灰，因而体现了对废加废的综合利用效果，使含铁废酸液和铝灰的劣势转化为优势，不仅节约了资源而与目前全社会倡导的节约型节能型经济精神相吻合，而且有助于对环境的保护；之二，由于制备方法的工艺步骤简短、操作容易并且无极端苛刻的工艺要素，因而可满足工业化放大生产要求；之三，由于在反应过程中利用了反应体系的自生反应热，因而可以体现理想的节能效果；之四，由于提供的反应装置不仅结构简单而且操作方便，因而能满足制备工艺所需的要求。

附图说明

    图1为本发明方法所用的反应装置的示意图。

具体实施方式

实施例1：

A）配备一反应装置，该反应装置的具体结构请参见图1，在该图1中给出了在使用状态下支承于地坪上或构建于地坪的基础上的一反应容器1，在该反应容器1的反应容器顶盖11上设置有一用于将含铁废酸液引入反应容器1内的含铁废酸液引入接口111和一用于将反应容器1内的废气引出的排废气接口112，在反应容器1的下侧部设置有一用于将反应容器1内的反应物引出的反应物引出接口12；给出了一搅拌机构2，该搅拌机构2设置在所述反应容器顶盖11上，并且位于反应容器顶盖11的中央位置，该搅拌机构2还伸展到反应容器1内；给出了一工作平台3，该工作平台3以腾空状态支承于地坪上并且与反应容器1上侧部连接；给出了一用于向前述反应容器1内输送铝灰的铝灰螺旋输送机构4，该铝灰螺旋输送机构4设置在工作平台3上，并且与反应容器1相通；给出了一沉淀池5，该沉淀池5在对应于所述反应容器1的下方的位置构建于地坪上（即在地坪上开挖构成），并且在该沉淀池5的上部设置有一支承横梁51；给出了一沉淀池搅拌机构6，该沉淀池搅拌机构6设置在支承横梁51的长度方向的居中位置并且伸展到沉淀池5内；其中：在前述的反应物引出接口12上配接有一出料阀121，该出料阀121的出料口1211与所述的沉淀池5相通，具体而言，出料阀121的进料口与反应物引出接口12配接，而出料阀121的出料口1211朝着沉淀池5的方向伸展并且对应于沉淀池5的上方。

作为优选的方案，在前述的反应容器1的外壁上设置有保温层13。

上面提及的搅拌机构2包括搅拌电机座21、搅拌电机22和搅拌轴23，搅拌电机座21用螺钉固定在前述反应容器顶盖11上并且位于反应容器顶盖11的居中位置，搅拌电机22固定在搅拌电机座21上，并且该搅拌电机22的搅拌电机轴221朝向下，搅拌轴23通过搅拌轴轴承座233以垂直悬臂状态转动地支承在反应容器顶盖11的中央位置，该搅拌轴23的上端通过联轴器231与搅拌电机轴221传动连接，而下端伸展到反应容器1内并且构成有搅拌桨232。

请继续见图1，前述的铝灰螺旋输送机构4包括铝灰储罐41、螺旋输送电机42和螺旋输送轴43，铝灰储罐41支承在前述工作平台3上，在该铝灰储罐41的铝灰储罐顶盖411上并且位于铝灰储罐顶盖411的中央位置构成有一用于将铝灰引入铝灰储罐41内的铝灰引入接口4111，在铝灰储罐41的下侧部构成有一铝灰引出接口412，该铝灰引出接口412朝着反应容器顶盖11的方向延伸并且与反应容器1相通，螺旋输送电机42设置在工作平台3上，螺旋输送轴43在对应于所述铝灰引出接口412的位置转动地支承在铝灰储罐41的下部，并且与螺旋输送电机42传动连接，在该螺旋输送轴43上构成有用于将铝灰储罐41内的铝灰向前述铝灰引出接口412的方向驱赶的螺旋片431。由图1所示，在前述的反应容器顶盖11上并且在对应于所述铝灰引出接口412的位置开设有一铝灰引出接口配合孔113，铝灰引出接口412与该铝灰引出接口配合孔13配接，也就是说铝灰引出接口412探入于该铝灰引出接口配合孔13。

请依然见图1，前述的沉淀池搅拌机构6包括沉淀池搅拌电机支承座61、沉淀池搅拌电机62和沉淀池搅拌轴63，沉淀池搅拌电机支承座61用螺栓固定在支承横梁51的长度方向的居中位置，沉淀池搅拌电机62固定在沉淀池搅拌电机支承座61上，并且该沉淀池搅拌电机62的电机轴621朝向下，沉淀池搅拌轴63以垂直悬臂状态转动地支承在（通过轴承座）支承横梁51上，该沉淀池搅拌轴63的上端通过联轴节631与所述电机轴621传动连接，而下端伸展到前述沉淀池5内并且构成有搅拌翼632。

由图1所示，在前述的沉淀池5的上部设置有用于抽取沉淀池内的聚合氯化铝铁（液体状）的聚合氯化铝铁抽取泵52。

为了提高设置的利用率，在图1中示出了两个反应容器1，即以两个反应容器1作为一个组合，据于此理还可以以复制方式扩展至四个、六个或更多的反应容器1，以两个反应容器1作为一组为例，前述的铝灰螺旋输送机构4具有一管二（即一个应对两个）的效果，具体而言，由一个铝灰储罐41应对两个反应容器1的供料，相应的部件如螺旋输送电机42有两台，螺旋输送轴43有两根，铝灰引出接口412有彼此对应的两个。

B）制备废酸原液，用质量百分比浓度35%的稀盐酸兑入到来自于金属表面处理如金属表面清洗过程中产生的质量百分比浓度为14%的含铁废酸液中，直至使含铁废酸液的质量百分比浓度提高至15%，得到含铁废酸原液，在本步骤中，前述的含铁废酸液在预先收集后存放于含铁废酸液储罐内，使用时从含铁废酸液储罐中放出，以采用质量百分比浓度为35%的稀盐酸将质量百分比浓度为14%的1000kg含铁废酸液兑至质量百分比浓度为15%的计算方式的例子为：（140+35%X）÷（1000+X）=15%，进而为：140+0.35X=150+0.15X，再进而为：0.2X=10，得X=50kg，即，使用50kg质量百分比浓度为35%的稀盐酸将质量百分比浓度为14%的1000kg含铁废酸液调至质量百分比浓度为15%的含铁废酸液，也即得到含铁废酸原液；

C）制备聚合氯化铝铁初品，在步骤A）中所述的搅拌机构2处于搅拌的状态下分三次投料将由步骤B）得到的含铁废酸原液从前述含铁废酸液引入接口111引入所述反应容器1内并且同样分三次将铝灰由前述铝灰螺旋输送机构4输送至反应容器1内，使铝灰与含铁废酸原液反应，得到原液，在搅拌机构2处于继续搅拌的状态下使原液聚合反应，控制继续搅拌的速度和控制聚合反应的时间得到聚合氯化铝铁初品，由铝灰螺旋输送机构4将铝灰引入反应容器1内具体过程是：螺旋输送电机42工作，带动螺旋输送轴43，由螺旋输送轴43上的螺旋片431将铝灰储罐41内的铝灰向铝灰引出接口412的方向驱赶，直至使铝灰进入反应容器1而与前述的含铁废酸液反应，在该过程中，搅拌机构2处于工作状态，搅拌电机22带动搅拌轴23，由搅拌轴上的搅拌桨232对含铁废酸液及铝灰搅拌。本步骤中，前述的分三次投料将含铁废酸原液从所述含铁废酸液引入接口111引入前述反应容器1并且同样分三次将铝灰由所述铝灰螺旋输送机构4输送至反应容器1内的工艺参数如下：在第一次投料过程中，含铁废酸原液与铝灰的重量比控制为1.6∶0.4，在第二次投料过程中，含铁废酸原液与铝灰的重量比控制为1∶0.3，在第三次投料过程中，含铁废酸原液与铝灰的重量比控制为1∶0.3；铝灰与含铁废酸原液反应的温度为85℃；当低于85℃时，适当加快铝灰的投入速度，反之同例；搅拌机构2的搅拌轴23的搅拌速度为200rpm；在第一次投料过程中，铝灰与含铁废酸原液反应的时间控制为190min；在第二次投料过程中，铝灰与含铁废酸原液反应的时间控制为100min；在第三次投料过程中，铝灰与含铁废酸原液反应的时间控制为200min。在第一次投料过程中，含铁废酸原液由含铁废酸引入接口111一次性引入反应容器1内，在第二次投料过程中，含铁废酸原液以滴加方式引入反应容器1内并且在100min内滴加完毕，在第三次投料过程中，含铁废酸原液同样以滴加方式引入反应容器1内并且在200min内滴加完毕；在第一次投料过程中，铝灰以缓慢状态由铝灰螺旋输送机构4引入反应容器1内，并且在190min内引入完毕，在第二次投料过程中，铝灰在100min内引入完毕，在第三次投料过程中，铝灰在200min内引入完毕。前述的控制继续搅拌的速度是将继续搅拌的速度控制为100rpm；前述的控制聚合反应的时间是将聚合反应的时间控制为140min；

D）沉淀，将由步骤C）得到的聚合氯化铝铁初品从所述反应容器的反应物引出接口12引入前述的沉淀池5内，在所述沉淀池搅拌机构6处于搅拌的状态下加入回调液，由回调液对聚合氯化铝铁初品的密度进行调整，再向沉淀池5内加入沉淀剂以及PAM（在10min内加入完毕），待沉淀剂以及PAM（PAM：聚丙烯酰胺）加入完毕后，沉淀池搅拌机构6停止搅拌，静置分层，将上清液引入成品池，得到聚合氯化铝铁，而沉淀池5内的沉淀物引至压滤装置压滤，压滤时产生的压滤液作为所述的回调液使用，本步骤中所述的回调液为自上一次反应中产生的沉淀物中压滤出的滤液，回调液对聚合氯化铝铁初品的密度进行调整是将密度调整为1.2-1.25g/cm³（具体可采用比重计测定），聚合氯化铝铁初品、沉淀剂以及PAM三者的重量比为1∶0.8∶0.6，前述的沉淀剂为脂肪酸甲酯磺酸钠，沉淀池搅拌机构6的沉淀池搅拌轴63的搅拌速度为80rpm；静置的时间为120min，静置分层后得到的上清液即为聚合氯化铝铁并且由聚合氯化铝铁抽取泵52抽入成品池。

实施例2：

仅将步骤B）中的稀盐酸的质量百分比浓度改为37%，将含铁废酸液改用质量百分比浓度为10%的并且由电镀产生的含铁废酸液，将含铁废酸液的质量百分比浓度提高至18%，也就是使得到的含铁废酸原液的质量百分比浓度为18%；将步骤C）中搅拌机构2的搅拌轴23的搅拌速度改为150rpm，将第一次投料过程中铝灰与含铁废酸原液反应的时间改为170min，在第二次投料过程中，铝灰与含铁废酸原液的反应时间改为140min，在第三投料过程中，铝灰与含铁废酸原液的反应时间改为160min，在第一、第二、第三次投料过程中，铝灰的投料时间分别为170min、140min和160min，在第一次投料过程中，含铁废酸原液一次性投入，而在第二、第三次投料过程中，含铁废酸原液的投料时间改为140min和160min，将继续搅拌的速度改为120min，聚合反应的时间改为100min；将步骤D）中的沉淀池搅拌机构6的沉淀池搅拌轴63的搅拌速度改为120rpm，沉淀剂和PAM在20min内加入完毕，将静置的时间改为150min。其余均同对实施例1的描述。

实施例3：

仅将步骤B）中的稀盐酸的质量百分比浓度改为36%，将含铁废酸液改用质量百分比浓度为12%的并且由钢板生产厂商对钢板清洗即酸洗产生的含铁废酸液，将含铁废酸液的质量百分比浓度提高至16.5%，也就是使得到质量百分比浓度为16.5%的含铁废酸原液；将步骤C）中搅拌机构2的搅拌轴23的搅拌速度改为180rpm，将第一次投料过程中铝灰与含铁废酸原液反应的时间改为190min，在第二次投料过程中，铝灰与含铁废酸原液的反应时间改为100min，在第三投料过程中，铝灰与含铁废酸原液的反应时间改为200min，在第一、第二、第三次投料过程中，铝灰的投料时间分别为190min、100min和200min，在第一次投料过程中，含铁废酸原液一次性投入，而在第二、第三次投料过程中，含铁废酸原液的投料时间改为100min和200min，将继续搅拌的速度改为100min，聚合反应的时间改为140min；将步骤D）中的沉淀池搅拌机构6的沉淀池搅拌轴63的搅拌速度改为100               rpm，沉淀剂和PAM在15min内加入完毕，将静置的时间改为135min。其余均同对实施例1的描述。

Claims (9)

1.一种由含铁废酸液与铝灰制备聚合氯化铝铁的方法，其特征在于包括以下步骤：

A）配备一反应装置，该反应装置包括在使用状态下支承于地坪上的一反应容器(1)，在该反应容器(1)的反应容器顶盖(11)上设置有一用于将含铁废酸液引入反应容器(1)内的含铁废酸液引入接口(111)和一用于将反应容器(1)内的废气引出的排废气接口(112)，在反应容器(1)的下侧部设置有一用于将反应容器(1)内的反应物引出的反应物引出接口(12)；一搅拌机构(2)，该搅拌机构(2)设置在所述反应容器顶盖(11)上，并且位于反应容器顶盖(11)的中央位置，该搅拌机构(2)还伸展到反应容器(1)内；一工作平台(3)，该工作平台(3)以腾空状态支承于地坪上并且与反应容器(1)上侧部连接；一用于向所述反应容器(1)内输送铝灰的铝灰螺旋输送机构(4)，该铝灰螺旋输送机构(4)设置在所述工作平台(3)上，并且与反应容器(1)相通；一沉淀池(5)，该沉淀池(5)在对应于所述反应容器(1)的下方的位置构建于地坪上，并且在该沉淀池(5)的上部设置有一支承横梁(51)；一沉淀池搅拌机构(6)，该沉淀池搅拌机构(6)设置在所述的支承横梁(51)的长度方向的居中位置并且伸展到沉淀池(5)内；其中：在所述的反应物引出接口(12)上配接有一出料阀(121)，该出料阀(121)的出料口(1211)与所述的沉淀池(5)相通；

B）制备含铁废酸原液，用稀盐酸兑入到质量百分比浓度10-14%的含铁废酸液中，并且直至使含铁废酸液的质量百分比浓度提高至15-18%，得到含铁废酸液；

C）制备聚合氯化铝铁初品，在所述搅拌机构(2)处于搅拌的状态下分三次投料将由步骤B）得到的含铁废酸原液从所述含铁废酸液引入接口(111)引入所述反应容器(1)内并且同样分三次将铝灰由所述铝灰螺旋输送机构(4)输送至反应容器(1)内，使铝灰与含铁废酸原液反应，得到原液，在搅拌机构(2)处于继续搅拌的状态下使原液聚合反应，控制继续搅拌的速度和控制聚合反应的时间得到聚合氯化铝铁初品；

D）沉淀，将由步骤C）得到的聚合氯化铝铁初品从所述反应容器的反应物引出接口(12)引入所述的沉淀池(5)内，在所述沉淀池搅拌机构(6)处于搅拌的状态下加入回调液，由回调液对聚合氯化铝铁初品的密度进行调整，再向沉淀池(5)内加入沉淀剂以及PAM，待沉淀剂以及PAM加入完毕后，沉淀池搅拌机构(6)停止搅拌，静置分层，将上清液引入成品池，得到聚合氯化铝铁，而沉淀池(5)内的沉淀物引至压滤装置压滤，压滤时产生的压滤液作为所述的回调液使用，所述的沉淀剂为脂肪酸甲酯磺酸钠。

2.根据权利要求1所述的由含铁废酸液与铝灰制备聚合氯化铝铁的方法，其特征在于所述的搅拌机构(2)包括搅拌电机座(21)、搅拌电机(22)和搅拌轴(23)，搅拌电机座(21)固定在所述反应容器顶盖(11)上并且位于反应容器顶盖(11)的居中位置，搅拌电机(22)固定在搅拌电机座(21)上，并且该搅拌电机(22)的搅拌电机轴(221)朝向下，搅拌轴(23)以垂直悬臂状态转动地支承在反应容器顶盖(11)的中央位置，该搅拌轴(23)的上端通过联轴器(231)与所述搅拌电机轴(221)传动连接，而下端伸展到反应容器(1)内并且构成有搅拌桨(232)；所述的铝灰螺旋输送机构(4)包括铝灰储罐(41)、螺旋输送电机(42)和螺旋输送轴(43)，铝灰储罐(41)支承在所述工作平台(3)上，在该铝灰储罐(41)的铝灰储罐顶盖(411)上并且位于铝灰储罐顶盖(411)的中央位置构成有一用于将铝灰引入铝灰储罐(41)内的铝灰引入接口(4111)，在铝灰储罐(41)的下侧部构成有一铝灰引出接口(412)，该铝灰引出接口(412)朝着所述反应容器顶盖(11)的方向延伸并且与所述反应容器(1)相通，螺旋输送电机(42)设置在工作平台(3)上，螺旋输送轴(43)在对应于所述铝灰引出接口(412)的位置转动地支承在铝灰储罐(41)的下部，并且与螺旋输送电机(42)传动连接，在该螺旋输送轴(43)上构成有用于将铝灰储罐(41)内的铝灰向所述铝灰引出接口(412)的方向驱赶的螺旋片(431)；在所述的反应容器顶盖(11)上并且在对应于所述铝灰引出接口(412)的位置开设有一铝灰引出接口配合孔(113)，铝灰引出接口(412)与该铝灰引出接口配合孔(13)配接；所述沉淀池搅拌机构(6)包括沉淀池搅拌电机支承座(61)、沉淀池搅拌电机(62)和沉淀池搅拌轴(63)，沉淀池搅拌电机支承座(61)固定在所述支承横梁(51)的长度方向的居中位置，沉淀池搅拌电机(62)固定在沉淀池搅拌电机支承座(61)上，并且该沉淀池搅拌电机(62)的电机轴(621)朝向下，沉淀池搅拌轴(63)以垂直悬臂状态转动地支承在支承横梁(51)上，该沉淀池搅拌轴(63)的上端通过联轴节(631)与所述电机轴(621)传动连接，而下端伸展到所述沉淀池(5)内并且构成有搅拌翼(632)；当所述的反应容器(1)有彼此对应的两个时，所述的螺旋输送电机(42)有两台，所述的螺旋输送轴(43)有两根，所述的铝灰引出接口(412)有彼此对应的两个；在所述的沉淀池(5)的上部设置有一用于抽取沉淀池内的聚合氯化铝铁的聚合氯化铝铁抽取泵(52)。

3.根据权利要求1所述的由含铁废酸液与铝灰制备聚合氯化铝铁的方法，其特征在于步骤B）中所述的含铁废酸液为金属表面处理、电镀产生的含铁废酸液，所述的稀盐酸的质量百分比浓度为35-37%。

4.根据权利要求1所述的由含铁废酸液与铝灰制备聚合氯化铝铁的方法，其特征在于步骤C）中所述的分三次投料将含铁废酸原液从所述含铁废酸液引入接口(111)引入所述反应容器(1)并且同样分三次将铝灰由所述铝灰螺旋输送机构(4)输送至反应容器(1)内的工艺参数如下：在第一次投料过程中，含铁废酸原液与铝灰的重量比控制为1.6∶0.4，在第二次投料过程中，含铁废酸原液与铝灰的重量比控制为1∶0.3，在第三次投料过程中，含铁废酸原液与铝灰的重量比控制为1∶0.3；所述铝灰与含铁废酸原液反应的温度为85-95℃；所述搅拌机构(2)的搅拌速度为150-200rpm；在所述第一次投料过程中，铝灰与含铁废酸原液的反应时间控制为170-190min；在所述第二次投料过程中，铝灰与含铁废酸原液反应的时间控制为100-140min；在所述第三次投料过程中，铝灰与含铁废酸原液反应的时间控制为160-200min。

5.根据权利要求4所述的由含铁废酸液与铝灰制备聚合氯化铝铁的方法，其特征在于在所述的第一次投料过程中，所述含铁废酸原液由所述含铁废酸引入接口(111)一次性引入所述反应容器(1)内，在所述第二次投料过程中，所述含铁废酸原液以滴加方式引入所述反应容器(1)内并且在100-140min内滴加完毕，在所述第三次投料过程中，所述含铁废酸原液同样以滴加方式引入所述反应容器(1)内并且在160-200min内滴加完毕；在所述第一次投料过程中，所述铝灰以缓慢状态由所述铝灰螺旋输送机构(4)引入所述反应容器(1)内，并且在170-190min内引入完毕，在所述第二次投料过程中，铝灰在100-140min内引入完毕，在所述第三次投料过程中，铝灰在160-200min内引入完毕。

6.根据权利要求1所述的由含铁废酸液与铝灰制备聚合氯化铝铁的方法，其特征在于步骤C）中所述的控制继续搅拌的速度是将继续搅拌的速度控制为100-120rpm；所述的控制聚合反应的时间是将聚合反应的时间控制为100-140min。

7.根据权利要求1所述的由含铁废酸液与铝灰制备聚合氯化铝铁的方法，其特征在于步骤D）中所述的回调液为自上一次反应中产生的沉淀物中压滤出的压滤液；所述的由回调液对聚合氯化铝铁初品的密度进行调整是将聚合氯化铝铁初品的密度调整为1.2-1.25g/cm³。

8.根据权利要求1所述的由含铁废酸液与铝灰制备聚合氯化铝铁的方法，其特征在于步骤D）中所述的聚合氯化铝铁初品、脂肪酸甲酯磺酸钠以及PAM三者的重量比为1∶0.8∶0.6。

9.根据权利要求1所述的由含铁废酸液与铝灰制备聚合氯化铝铁的方法，其特征在于步骤D）中所述的沉淀池搅拌机构(6)的搅拌速度为80-120rpm；所述的静置的时间为120-150min。