CN104402031A - 一种聚氯化铝滤渣再利用工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种聚氯化铝滤渣再利用工艺，在一次反应釜内加入水和盐酸配制成22～28％的盐酸溶液，加入滤渣搅拌至溶解；升温至55～85℃投加含铝废渣，投加完毕后，料液体系温度控制在92～118℃，反应2.5～5h；通过调控盐酸和滤渣的重量份数以控制反应完成后料液的盐基度在27％±11％；将反应后的料液液渣分离，取母液投加铝酸钙粉，调节料液密度≥1.20g/ml，投加增效剂溶液，在85～125℃反应2.5～5h，得到液体聚合氯化铝；将得到的滤渣收集回用于生产系统继续参与反应。本发明在不增加工艺设备和其它原材料的情况下，实现了将滤渣收集回用于聚氯化铝生产系统，大大降低了聚氯化铝生产的原料成本，减少了滤渣的排放量，符合节能减排、循环经济的环保理念。

Description

一种聚氯化铝滤渣再利用工艺

技术领域

本发明涉及一种聚氯化铝滤渣再利用工艺。

背景技术

聚氯化铝(PAC)是一种高效无机高分子混凝剂，具有高效、低耗、价廉、方便等优点，它的净水效果远远超过三氯化铁、硫酸铝等其它净水剂。目前聚氯化铝有多种生产方法，其中之一是以铝锭、铝带表面酸洗废液中和处理后的含铝废渣作为原材料生产聚氯化铝，该方法能大大降低制造成本，并将含铝废渣回收利用，但是在该生产过程中会产生占其总产量约3～6％的滤渣，若以年产10000吨液体聚氯化铝产品的生产企业计，一年须产出滤渣300～600吨。经检测，滤渣未完全溶出的有效氧化铝成分占滤渣总量的12～17％，表明滤渣依然有很高的回收价值。而目前滤渣的处理方式主要通过填埋或是直接用作建筑材料，造成极大的资源浪费。若能将滤渣进行有效的回收利用，则相当于含铝废渣的二次利用，最大限度的减少环境污染、“变废为宝”，以达到节能减排、循环经济的环保理念。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，提供了一种聚氯化铝滤渣再利用工艺，在不增加工艺设备和其它原材料的情况下，将滤渣收集回用于聚氯化铝生产系统，通过调控生产过程中工艺参数、原材料投加配比以及反应过程中的盐基度，有效回收滤渣中的氧化铝成分。该工艺简单易操作，生产投入低，适合工业化生产，且滤渣有效成分回收率高，大大降低聚氯化铝生产的原料成本，且提高产品盐基度并降低水不溶物的含量，符合节能减排、循环经济的环保理念。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种聚氯化铝滤渣再利用工艺，将聚氯化铝生产过程中产生的滤渣作为部分原料循环利用，包括以下步骤：

1)在一次反应釜内边搅拌边加入适量水和盐酸，配制成体积浓度为22～28％的盐酸溶液；在常压常温条件下加入定量的滤渣，搅拌至滤渣完全溶解为浆料；升温至55～85℃，开始投加含铝废渣，投加过程中持续升温，待含铝废渣投加完毕后，料液体系温度控制在92～118℃，常压下反应2.5～5h；通过调控盐酸和滤渣的重量份数以控制反应完成后料液的盐基度在27％±11％；

2)将反应后的料液进行液渣分离，得到母液及滤渣；取母液进入二次反应釜内，启动搅拌，补充适量水，开始投加铝酸钙粉；投加完毕后调节料液密度≥1.20g/ml，然后投加增效剂溶液，加热控制温度在85～125℃，常压下反应2.5～5h，得到液体聚合氯化铝；将产生的滤渣收集回用于步骤1)中继续参与反应。

一实施例中：所述步骤2)中得到的液体聚合氯化铝通过滚筒干燥工艺或喷雾干燥工艺得到固体聚氯化铝。

一实施例中：所述盐酸、滤渣、含铝废渣、铝酸钙粉及增效剂的重量配比如下：盐酸170～205份，滤渣30～65份，含铝废渣75～120份，铝酸钙粉15～40份，增效剂3～7份。

一实施例中：所述盐酸为总酸度30～32％的工业盐酸。

一实施例中：所述滤渣中氧化铝的质量分数为10～20％。

一实施例中：所述含铝废渣为铝锭、铝带表面酸洗废液中和处理后的含铝废渣，其氧化铝质量分数为13～22％，水分质量分数为75～85％，杂质质量分数＜6％。

一实施例中：所述铝酸钙粉中酸溶铝质量分数为48～52％，氧化钙质量分数为26～33％。

一实施例中：所述增效剂为氧化钙或氢氧化钙，使用时配制成质量浓度为18～42％的溶液。

一实施例中：所述滤渣循环利用5～7次后，将滤渣作为建筑材料回收。

本技术方案与背景技术相比，它具有如下优点：

1.本发明采用滤渣和铝锭、铝带表面酸洗废液中和处理后的含铝废渣作为原料，不但使聚氯化铝的制造成本大幅度降低，也可将滤渣和含铝废渣回收利用，减少环境污染；滤渣作为部分原料回用于生产，充分利用了滤渣中的有效成分，降低了含铝废渣和铝酸钙粉的投加比例，减少成本约5～8％，循环经济。

2.生产过程中投加增效剂可使料液酸性降低，加羟基侨联提高产品盐基度，从而使与产品盐基度相关的聚合度、分子电荷量、混凝能力、贮存稳定性、pH值和氧化铝含量等产品质量指标提高层级。

3.在不增加工艺设备和其他原材料的情况下，将滤渣回用于聚氯化铝的生产。通过调控各工艺参数、投加重量份数比及利用反应过程中的盐基度，即可将滤渣中的有效成分回收92％以上。这是发明人经过大量、长时间的研究试验，最终总结发明的技术。各项工艺参数、各原料投加重量份数以及通过调整酸和滤渣等各组分加入的重量份数控制一次反应釜中反应后料液的盐基度，这些都是本发明滤渣再利用工艺的关键。

4.经过滤渣的循环利用，将滤渣中的有效氧化铝成分进行充分回收和利用，可使滤渣的排放量减少45～55％，且循环利用处理后的滤渣具有良好的压滤性能，可作为助滤剂加速板框压滤。

5.本发明制得的产品水不溶物含量较低，使得产品的应用范围更为广阔。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

图1为本发明的聚氯化铝滤渣再利用工艺的工艺流程图。

附图标记：一次反应釜1，液渣分离装置2，二次反应釜3；盐酸A，滤渣B，含铝废渣C，铝酸钙粉D，增效剂E，水F，液体聚氯化铝G，固体聚氯化铝H。

具体实施方式

下面通过实施例具体说明本发明的内容：

实施例1

1)在一次反应釜1(带有搅拌装置、利用蒸汽加热的耐酸反应容器)内，边搅拌边加入适量水F和工业盐酸A 175份，配制成体积浓度为23％的盐酸溶液；在常压常温条件下加入35份滤渣B，搅拌至滤渣B完全溶解为浆料；升温至60～80℃，开始投加含铝废渣C 110份，投加过程中持续升温，待含铝废渣C投加完毕后，料液体系温度控制在95～115℃，常压下反应3h；通过调控盐酸和滤渣加入的重量份数以控制反应完成后一次反应釜中料液的盐基度在27％±10％；

2)将反应后的料液通过液渣分离装置2进行液渣分离，本实施例中为通过板框压滤机压滤得到母液及滤渣B 20份；取母液进入二次反应釜3(带有搅拌装置、利用蒸汽加热的耐酸反应容器)内，启动搅拌，补充适量水F，开始投加铝酸钙粉D 20份；投加完毕后用水F调节料液密度为1.26g/ml，然后投加增效剂溶液E6份，加热控制温度在90～120℃，常压下反应3h，得到液体聚合氯化铝G 430份；将产生的滤渣B收集回用于步骤1)中继续参与反应。

本实施例之中，所述工业盐酸总酸度为31％；所述滤渣中氧化铝的质量分数为12～17％；所述含铝废渣为铝锭、铝带表面酸洗废液中和处理后的含铝废渣，其氧化铝质量分数为15～20％，水分质量分数为80％左右，杂质质量分数＜5％；所述铝酸钙粉中酸溶铝质量分数为50％，氧化钙质量分数为28～31％；所述增效剂为氧化钙或氢氧化钙，使用时配制成质量浓度为20～40％的增效剂溶液。

实施例2

1)在一次反应釜1(带有搅拌装置、利用蒸汽加热的耐酸反应容器)内，边搅拌边加入适量水F和工业盐酸A 185份，配制成体积浓度为25％的盐酸溶液；在常压常温条件下加入45份滤渣B，搅拌至滤渣B完全溶解为浆料；升温至60～80℃，开始投加含铝废渣C 90份，投加过程中持续升温，待含铝废渣C投加完毕后，料液体系温度控制在95～115℃，常压下反应4h；通过调控盐酸和滤渣加入的重量份数以控制反应完成后一次反应釜中料液的盐基度在27％±10％；

2)将反应后的料液通过板框压滤机2压滤进行液渣分离，得到母液及滤渣B25份；取母液进入二次反应釜3(带有搅拌装置、利用蒸汽加热的耐酸反应容器)内，启动搅拌，补充适量水F，开始投加铝酸钙粉D 30份；投加完毕后用水F调节料液密度为1.25g/ml，然后投加增效剂溶液E 5份，加热控制温度在90～120℃，常压下反应3.5h，得到液体聚合氯化铝G 420份；将产生的滤渣B收集回用于步骤1)中继续参与反应。

本实施例之中，所述工业盐酸总酸度为31％；所述滤渣中氧化铝的质量分数为12～17％；所述含铝废渣为铝锭、铝带表面酸洗废液中和处理后的含铝废渣，其氧化铝质量分数为15～20％，水分质量分数为80％左右，杂质质量分数＜5％；所述铝酸钙粉中酸溶铝质量分数为50％，氧化钙质量分数为28～31％；所述增效剂为氧化钙或氢氧化钙，使用时配制成质量浓度为20～40％的增效剂溶液。

实施例3

1)在一次反应釜1(带有搅拌装置、利用蒸汽加热的耐酸反应容器)内，边搅拌边加入适量水F和工业盐酸A 200份，配制成体积浓度为27％的盐酸溶液；在常压常温条件下加入60份滤渣B，搅拌至滤渣B完全溶解为浆料；升温至60～80℃，开始投加含铝废渣C 80份，投加过程中持续升温，待含铝废渣C投加完毕后，料液体系温度控制在95～115℃，常压下反应4h；通过调控盐酸和滤渣加入的重量份数以控制反应完成后一次反应釜中料液的盐基度在27％±10％；

2)将反应后的料液通过板框压滤机2压滤进行液渣分离，得到母液及滤渣B30份；取母液进入二次反应釜3(带有搅拌装置、利用蒸汽加热的耐酸反应容器)内，启动搅拌，补充适量水F，开始投加铝酸钙粉D 35份；投加完毕后用水F调节料液密度为1.26g/ml，然后投加增效剂溶液E 5份，加热控制温度在90～120℃，常压下反应3h，得到液体聚合氯化铝G 435份；将产生的滤渣B收集回用于步骤1)中继续参与反应。

本实施例之中，所述工业盐酸总酸度为31％；所述滤渣中氧化铝的质量分数为12～17％；所述含铝废渣为铝锭、铝带表面酸洗废液中和处理后的含铝废渣，其氧化铝质量分数为15～20％，水分质量分数为80％左右，杂质质量分数＜5％；所述铝酸钙粉中酸溶铝质量分数为50％，氧化钙质量分数为28～31％；所述增效剂为氧化钙或氢氧化钙，使用时配制成质量浓度为20～40％的增效剂溶液。

当制取固体产品时，则将合格的液体聚氯化铝G通过滚筒干燥工艺或喷雾干燥工艺得到固体聚氯化铝H，例如，将合格的液体聚氯化铝通过泵进入液料高位槽，高位槽液体产品缓慢进入滚筒干燥料槽，通过滚筒干燥器生产固体聚氯化铝。

本发明制得的聚氯化铝产品与某采用常规材料生产的产品及GB15892-2009《生活饮用水用聚氯化铝》标准的质量指标对比如下表：

由上表可以看出，本发明制得的聚氯化铝其氧化铝含量、盐基度、水不溶物含量等各项指标均符合GB15892-2009标准要求，且均优于常规原材料生产的产品，同时，本发明的制造成本大为降低，也可将滤渣和含铝废渣回收利用，符合循环经济的环保理念。

以上所述，仅为本发明较佳实施例而已，故不能依此限定本发明实施的范围，即依本发明专利范围及说明书内容所作的等效变化与修饰，皆应仍属本发明涵盖的范围内。

Claims (9)

1.一种聚氯化铝滤渣再利用工艺，其特征在于：将聚氯化铝生产过程中产生的滤渣作为部分原料循环利用，包括以下步骤：

1)在一次反应釜内边搅拌边加入适量水和盐酸，配制成体积浓度为22～28％的盐酸溶液；在常压常温条件下加入定量的滤渣，搅拌至滤渣完全溶解为浆料；升温至55～85℃，开始投加含铝废渣，投加过程中持续升温，待含铝废渣投加完毕后，料液体系温度控制在92～118℃，常压下反应2.5～5h；通过调控盐酸和滤渣的重量份数以控制反应完成后料液的盐基度在27％±11％；

2)将反应后的料液进行液渣分离，得到母液及滤渣；取母液进入二次反应釜内，启动搅拌，补充适量水，开始投加铝酸钙粉；投加完毕后调节料液密度≥1.20g/ml，然后投加增效剂溶液，加热控制温度在85～125℃，常压下反应2.5～5h，得到液体聚合氯化铝；将产生的滤渣收集回用于步骤1)中继续参与反应。

2.根据权利要求1所述的一种聚氯化铝滤渣再利用工艺，其特征在于：所述步骤2)中得到的液体聚合氯化铝通过滚筒干燥工艺或喷雾干燥工艺得到固体聚氯化铝。

3.根据权利要求1或2所述的一种聚氯化铝滤渣再利用工艺，其特征在于：所述盐酸、滤渣、含铝废渣、铝酸钙粉及增效剂的重量配比如下：盐酸170～205份，滤渣30～65份，含铝废渣75～120份，铝酸钙粉15～40份，增效剂3～7份。

4.根据权利要求3所述的一种聚氯化铝滤渣再利用工艺，其特征在于：所述盐酸为总酸度30～32％的工业盐酸。

5.根据权利要求3所述的一种聚氯化铝滤渣再利用工艺，其特征在于：所述滤渣中氧化铝的质量分数为10～20％。

6.根据权利要求3所述的一种聚氯化铝滤渣再利用工艺，其特征在于：所述含铝废渣为铝锭、铝带表面酸洗废液中和处理后的含铝废渣，其氧化铝质量分数为13～22％，水分质量分数为75～85％，杂质质量分数＜6％。

7.根据权利要求3所述的一种聚氯化铝滤渣再利用工艺，其特征在于：所述铝酸钙粉中酸溶铝质量分数为48～52％，氧化钙质量分数为26～33％。

8.根据权利要求3所述的一种聚氯化铝滤渣再利用工艺，其特征在于：所述增效剂为氧化钙或氢氧化钙，使用时配制成质量浓度为18～42％的溶液。

9.根据权利要求1或2所述的一种聚氯化铝滤渣再利用工艺，其特征在于：所述滤渣循环利用5～7次后，将滤渣作为建筑材料回收。