CN106517729B - 一种处理铝灰法制聚合氯化铝工艺废泥浆的絮凝脱水方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种处理铝灰法制聚合氯化铝工艺废泥浆的絮凝脱水方法。该方法首先利用阴离子表面活性剂烷基硫酸钠调节聚合氯化铝工艺废泥浆的Zeta电位，分离出聚合氯化铝溶液之后，将剩余的废泥浆进行沉淀，调节废泥浆的固含量，之后加入阳离子型聚丙烯酰胺，基于自扩散和搅拌使阳离子型聚丙烯酰胺分散，进行絮凝脱水，最后对絮凝脱水后的废泥浆过滤，实现固液分离。该方法可使废泥浆的固含量从50.0％～55.0％提高至60.0％～62.5％，将高含酸液泥浆转变成松散块状物，经处理的废泥浆可以直接运输，便于处置和回收利用。此外，本发明的絮凝脱水方法可以使废泥浆体积降低约21％，回收20％～30％体积的聚合氯化铝溶液。通过调节废泥浆的Zeta电位实现絮凝脱水作用，不仅具有理论意义，而且在工业生产过程中具有实用价值。

Description

一种处理铝灰法制聚合氯化铝工艺废泥浆的絮凝脱水方法

技术领域

本发明属于废泥浆絮凝脱水技术领域，具体涉及一种处理铝灰法制聚合氯化铝工艺废泥浆的絮凝脱水方法。

背景技术

聚合氯化铝，是一种著名的无机高分子絮凝剂，广泛应用于废水处理。我国从上世纪70年代初期开始生产和应用，90年代起成为我国主要絮凝脱水剂品种。聚合氯化铝的生产方法按原料来源不同可分为：三氧化二铝法(如铝土矿、高岭土、煤矸石等)，氢氧化铝法和铝灰法(如铝渣、铝屑、铝灰等)。以铝灰为原料生产聚合氯化铝具有成本低、原料易得、生产工艺简单等特点。但是，其废泥浆有刺激性酸味，难以脱水分离，带弱酸性，有腐蚀性。现有企业通常将其进行自然堆放风干或强行压滤后以高含液状态填埋，或是直接将高含液状态泥浆外运至堆场，导致沿途漏撒污染环境，泥浆废弃浪费资源，因此，废泥浆的有效处理方法已成为铝灰法制聚合氯化铝工艺走向工业大规模化生产的瓶颈之一。

聚丙烯酰胺是一种常用的合成有机高分子絮凝剂，其作为絮凝剂应用的产品不仅离子性质齐全，而且离子度和相对分子质量可调，是絮凝脱水实际应用中首选的药剂。近年来，很多文献中报道了采用聚丙烯酰胺作为絮凝剂处理各种工业废水及废渣，而处理聚合氯化铝工艺废泥浆或铝制品加工工艺中产生的废泥浆的文献极少，用阳离子型聚丙烯酰胺处理制备聚合氯化铝工艺中产生的废泥浆则未见文献报道。

文献1(李娜，向浩，鲁义军等.聚合氯化铝生产废渣的处理与利用[J].化工学报，2011，62(5)：1441～1447.)，报道了中和改性处理以铝矾土、铝酸钙粉酸溶两步法产生的废渣及其应用的两种途径。该方法通过加入生石灰，将具有刺激性气味的酸性、含水量大的泥浆通过酸碱中和成近中性或中性泥浆，处理后的废渣无味无毒、不污染环境，可作为建筑材料和脱色剂的添加剂。此处理工艺是利用碱性试剂进行中和改性，再进行后处理。该方法通过产生大量的氢氧化钙沉淀物来提高废泥浆的固含量，大大增加废弃物的处理量及处理成本。

文献2(钟明峰，苏达根，张志杰等.铝型材废水废渣的处理与综合利用[J].广州化工，2007，35(6)：51～53.)，提出了一种将铝型材废水和废渣分开处理的方法。该方法中废水主要是通过混凝沉淀法除去废水中的重金属，废渣则是加碱沉淀或是加入碱和聚丙烯酰胺等絮凝剂脱水。然而铝型材生产废渣与聚合氯化铝生产过程产生的废泥浆成分含量不同，二者处理工艺不可直接转换。

综上所述，至今还没有一种低成本、高效率、环境友好的方法来处理铝灰法制备聚合氯化铝产生的废泥浆，导致该生产工艺在回收利用废弃物铝灰的同时又产生了新的废弃物泥浆。铝灰法制备聚合氯化铝产生的废泥浆的有效处理方法的缺乏不仅导致产品生产企业的生存处于困境，而且极大的限制了该工艺的大规模化生产。由此可见，开发一种新型的方法来解决铝灰法制备聚合氯化铝工艺产生的废泥浆的处理问题迫在眉睫。

发明内容

本发明的目的在于提供一种低成本、高效率、环境友好的处理铝灰法制聚合氯化铝工艺废泥浆的絮凝脱水方法。

实现本发明目的的技术方案如下：

一种处理铝灰法制聚合氯化铝工艺废泥浆的絮凝脱水方法，包括以下步骤：首先利用阴离子表面活性剂烷基硫酸钠调节聚合氯化铝工艺泥浆的Zeta电位为40～47mV，分离出聚合氯化铝溶液之后，将剩余的废泥浆进行沉淀，调节废泥浆的固含量为50.0％～55.0％，之后加入阳离子度为50％～90％、特征黏度为12.0～17.0dL/g的阳离子型聚丙烯酰胺，基于自扩散和搅拌使阳离子型聚丙烯酰胺分散，进行絮凝脱水，最后对絮凝脱水后的废泥浆过滤，实现固液分离。

所述的聚合氯化铝工艺废泥浆为以铝灰为原料、采用酸溶法制备聚合氯化铝过程产生的废泥浆。

所述的烷基硫酸钠的烷基链长为C₈～C₁₄。

所述的阳离子型聚丙烯酰胺为丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵和丙烯酰胺的共聚物P(DAC-AM)。

所述的阳离子型聚丙烯酰胺的投加剂量范围为30～110mg/L。

所述的絮凝脱水后的废泥浆的固含量为60.0％～62.5％。

以铝灰为原料、采用酸溶法制备聚合氯化铝过程产生的废泥浆，其固含量范围为50％～55％，具有酸性、带正电荷、高固含量的特征，不能直接运输、填埋或处理利用。本发明利用阳离子型聚丙烯酰胺作为絮凝剂，调节絮凝剂的离子度与废泥浆体系中的悬浮颗粒电荷状态相匹配，既易于阳离子型聚丙烯酰胺絮凝剂在该体系中分散，又有絮凝架桥作用，达到脱水效果。与现有技术的阴离子型絮凝剂达到絮凝脱水的作用原理不同，本发明采用了与废泥浆电荷相同的正离子同号絮凝，实现了优异的絮凝脱水效果。同时，本发明还通过调节废泥浆的Zeta电位，与絮凝剂聚丙烯酰胺阳离子度匹配，破坏体系原有的胶体稳定状态，达到絮凝脱水的作用，使废泥浆固含量从50.0％～55.0％提高至60.0％～62.5％，将高含酸液泥浆转变成松散块状物，经处理的废泥浆可以直接运输，便于处置和回收利用。此外，本发明的絮凝脱水方法可以使废泥浆体积降低约21％，回收20％～30％体积的聚合氯化铝溶液，提高了废泥浆中聚合氯化铝的回收率，充分利用了废泥浆的潜在价值。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步详细说明。

实施例1

第一步，在以铝灰为原料、采用酸溶法制备聚合氯化铝过程产生的废泥浆中加入C₁₂烷基硫酸钠，搅拌，使泥浆上清液的Zeta电位微调至43mV，分离出聚合氯化铝溶液；

第二步，将剩余的泥浆液进行沉淀，然后取出底部废泥浆，此时废泥浆的固含量是52％；

第三步，在第二步得到的废泥浆中加入阳离子度为70％、特征黏度为13.4dL/g的阳离子型聚丙烯酰胺P(DAC-AM)絮凝剂，投加剂量为75mg/L废泥浆，搅拌均匀，观察絮凝和固液分离情况；

第四步，用过滤装置脱水，随后将所得滤饼取出，得到脱水后呈松散块状的泥饼，测得固含量以质量分数计为62.5％。

实施例2

第一步，在以铝灰为原料、采用酸溶法制备聚合氯化铝过程产生的废泥浆中加入C₈烷基硫酸钠，搅拌，使泥浆上清液的Zeta电位微调至47mV，分离出聚合氯化铝溶液；

第二步，将剩余的泥浆液进行沉淀，然后取出底部废泥浆，此时废泥浆的固含量是50％；

第三步，在第二步得到的废泥浆中加入阳离子度为90％、特征黏度为12.0dL/g的P(DAC-AM)絮凝剂，投加剂量为30mg/L废泥浆，搅拌均匀，观察絮凝和固液分离情况；

第四步，用过滤装置脱水，随后将所得滤饼取出，得到脱水后呈松散块状的泥饼，测得固含量以质量分数计为60.0％。

实施例3

第一步，在以铝灰为原料、采用酸溶法制备聚合氯化铝过程产生的废泥浆中加入C₁₄烷基硫酸钠，搅拌，使泥浆上清液的Zeta电位微调至40mV，分离出聚合氯化铝溶液；

第二步，将剩余的泥浆液进行沉淀，然后取出底部废泥浆，此时废泥浆的固含量是55％；

第三步，在第二步得到的废泥浆中加入阳离子度为50％、特征黏度为17.0dL/g的阳离子型聚丙烯酰胺P(DAC-AM)絮凝剂，投加剂量为110mg/L废泥浆，搅拌均匀，观察絮凝和固液分离情况；

第四步，用过滤装置脱水，随后将所得滤饼取出，得到脱水后呈松散块状的泥饼，测得固含量以质量分数计为61.6％。

Claims (5)

1.一种处理铝灰法制聚合氯化铝工艺废泥浆的絮凝脱水方法，其特征在于，包括以下步骤：首先利用阴离子表面活性剂烷基硫酸钠调节聚合氯化铝工艺泥浆的Zeta电位为40～47mV，分离出聚合氯化铝溶液之后，将剩余的废泥浆进行沉淀，调节废泥浆的固含量为50.0％～55.0％，之后加入阳离子度为50％～90％、特征黏度为12.0～17.0dL/g的阳离子型聚丙烯酰胺，基于自扩散和搅拌使阳离子型聚丙烯酰胺分散，进行絮凝脱水，最后对絮凝脱水后的废泥浆过滤，实现固液分离，所述的聚合氯化铝工艺废泥浆为以铝灰为原料、采用酸溶法制备聚合氯化铝过程产生的废泥浆。

2.如权利要求1所述的絮凝脱水方法，其特征在于，所述的烷基硫酸钠的烷基链长为C₈～C₁₄。

3.如权利要求1所述的絮凝脱水方法，其特征在于，所述的阳离子型聚丙烯酰胺为丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵和丙烯酰胺的共聚物P(DAC-AM)。

4.如权利要求1所述的絮凝脱水方法，其特征在于，所述的阳离子型聚丙烯酰胺的投加剂量范围为30～110mg/L。

5.如权利要求1所述的絮凝脱水方法，其特征在于，所述的絮凝脱水后的废泥浆的固含量为60.0％～62.5％。