CN108686246A - 一种粉末除臭剂的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种粉末除臭剂的制备方法，包括如下步骤：1）将磷石膏、高铁赤泥、添加剂和改性剂混合并研磨制成生料，送入窑内焙烧，制得熟料，将熟料研磨后加水溶出，并进行固液分离，分别得溶液和残渣；2）将步骤1）分离得到的溶液在氮气的保护下静置1‑2天，然后取上清液，将上清液加热蒸发使其结晶，得铝酸钠晶体；3）将铝酸钠晶体烘干后研磨成粉，得铝酸钠粉，然后将铝酸钠粉、沸石分子筛、炭黑、云母石、四氟乙烯树脂、聚乙烯和聚乙烯蜡混合，并搅拌均匀，即得粉末除臭剂。本发明具有粉末除臭剂成本低，性能好，此外，磷石膏和高铁赤泥处理成本低，附加值高的特点。

Description

一种粉末除臭剂的制备方法

技术领域

本发明涉及一种除臭剂的制备方法，特别是一种粉末除臭剂的制备方法。

背景技术

粉末除臭剂是除臭剂中的一种，呈粉末状，用于鞋子除臭等需要除臭的地方。现目前的粉末除臭剂通常由多种具有物理吸附性能的粉末构成，其中主要有铝酸钠、沸石和碳等，而铝酸钠作为其中的主要成分，提高铝酸钠成分的含量将有助于提高其除臭效果，但是，工业铝酸钠通常是利用拜耳法生产，其工艺复杂，铝土矿原料价格越来越贵，导致铝酸钠的成本不断提高，增加了粉末除臭剂的成本，在为了控制成本的前提下，通常会降低铝酸钠的用量，导致了除臭效果的降低。

磷石膏是指在磷酸生产中用硫酸处理磷矿时产生的固体废渣,其主要成分为硫酸钙（CaSO₄），其含量一般可达到70～90%左右。此外，磷石膏还含有多种杂质：未分解的磷矿，未洗涤干净的磷酸、氟化钙、铁、铝化合物、酸不溶物、有机质等。磷石膏一般呈粉状，外观一般是灰白、灰黄、浅绿等色，含：有机磷、硫氟类化合物有毒有害物，容重0.733-0.88g/cm³，颗粒直径一般为5～15um，pH 1.5～3.0。我国每年排放磷石膏约2000万吨，累计排量近亿吨。磷石膏在建材方面的利用率不到5%，大量磷石膏渣场占用土地，严重污染环境。

高铁赤泥是赤泥种类中的一种，其因为铁含量非常高而得名，其铁含量可以达到30%左右，如广西和云南地区的赤泥，均是铁含量非常高的高铁赤泥。同时，赤泥中普遍存在大量的硅和铝。拜耳高铁赤泥的主要成分为：铝硅酸钠：1.7Na₂O·SiO₂·Al₂O₃和赤铁矿Fe₂O₃；碱度非常高：pH值12左右，且有一定的放射性，直接导致赤泥在建材方面的利用难度非常大。目前，赤泥综合利用率不足4%。对于赤泥的处理，国内外氧化铝厂大都将赤泥在堆场堆放，筑坝湿法堆存。我国每吨赤泥每年的堆存维护费用高达35元。2018年1月1日起，国家还要开征环保税25元/吨，因此，大大增加了赤泥的处理成本。

现目前，针对磷石膏和高铁赤泥的综合利用的技术很少，基本上集中在建材和铺路等传统领域，而这就造成了磷石膏和赤泥中大量高价值成分被浪费，附加值非常低。而通过磷石膏和高铁赤泥综合利用并制备粉末除臭剂的工艺，未见报道。

发明目的

本发明的目的在于，提供一种粉末除臭剂的制备方法。本发明具有粉末除臭剂成本低，性能好，此外，磷石膏和高铁赤泥处理成本低，附加值高的特点。

本发明的技术方案

一种粉末除臭剂的制备方法，包括如下步骤：

1）将磷石膏、高铁赤泥、添加剂和改性剂混合并研磨制成生料，送入窑内焙烧，制得熟料，将熟料研磨后加水溶出，并进行固液分离，分别得溶液和残渣；

2）将步骤1）分离得到的溶液在氮气的保护下静置1-2天，然后取上清液，将上清液加热蒸发使其结晶，得铝酸钠晶体；

3）将铝酸钠晶体烘干后研磨成粉，得铝酸钠粉，然后将铝酸钠粉、沸石分子筛、炭黑、云母石、四氟乙烯树脂、聚乙烯和聚乙烯蜡混合，并搅拌均匀，即得粉末除臭剂。

前述的粉末除臭剂的制备方法，所述步骤1）的生料中，磷石膏和高铁赤泥按照1：0.5-1.2重量比的比例混合。

前述的粉末除臭剂的制备方法，所述步骤1）的生料中，添加剂添加比例按生料中所含Na₂O和A1₂O₃+Fe₂O₃总和的分子比为1:1添加，改性剂的混合比例为生料总重量的12-22%。

前述的粉末除臭剂的制备方法，步骤1）中，所述的高铁赤泥为拜耳法生产氧化铝产生的赤泥，其中Fe₂O₃的含量高于20%；所述添加剂为硫酸钠、碳酸钠或烧碱；所述改性剂为无烟煤、碳或煤矸石。

前述的粉末除臭剂的制备方法，步骤1）中，所述窑为工业回转窑、工业隧道窑或工业立窑；焙烧温度为1000-1350℃，焙烧时间为0.5-2小时。

前述的粉末除臭剂的制备方法，步骤1）中，所述溶出时的液固体积比为4-6:1。

前述的粉末除臭剂的制备方法，步骤3）中，所述粉末除臭剂按重量份计，包括有铝酸钠粉11-18份、沸石分子筛3-5份、炭黑1-5份、云母石6-12份、四氟乙烯树脂1-3份、聚乙烯5-13份和聚乙烯蜡2-7份。

前述的粉末除臭剂的制备方法，所述粉末除臭剂按重量份计，包括有铝酸钠粉14份、沸石分子筛4份、炭黑3份、云母石9份、四氟乙烯树脂2份、聚乙烯9份和聚乙烯蜡5份。

前述的粉末除臭剂的制备方法，步骤1）中，向所述残渣中加入浮选剂，浮选出硫化铁，剩余残渣用于生产水泥，浮选出的硫化铁焙烧得氧化铁，焙烧产生的SO₂在五氧化二钒的催化下氧化成SO₃，SO₃经浓硫酸吸收后制备硫酸。

前述的粉末除臭剂的制备方法，所述硫化铁是置于35-50%的富氧环境下，在800-1000℃下焙烧1-5小时。

本发明通过将磷石膏和赤泥反应、重组，使之成为有用物质。原理的总反应式为：

CaSO₄（磷石膏）+ Na₂O·SiO₂·Al₂O₃（高铁赤泥）→ Na₂O·Al₂O₃ + CaO·SiO₂↓ + [硫]

从该反应式可知，用磷石膏中的CaO与赤泥中的SiO₂生成原硅酸钙（ 2CaO·SiO₂↓）后，得到可溶性极好的铝酸钠（Na₂O·Al₂O₃）。反应式中的[硫]，是指通过生料加改性剂工艺，生成的金属硫化物，其主要成分为FeS；浸出熟料中的铝酸钠后，将得到的沉淀物浮选即可得到FeS。

有益效果

1、本发明通过以磷石膏和高铁赤泥作为原料，添加适量添加剂和改性剂后焙烧，根据本发明反应原理，可以将赤泥中的铝分离形成铝酸钠，利用铝酸钠极易溶于水的特性将铝酸钠分离，可以得到纯度非常高的铝酸钠，蒸发结晶后得到铝酸钠粉末，然后配入除臭剂所需的其他组份后即可制得粉末除臭剂，相较于传统方法，需要利用拜耳法制得铝酸钠，本发明的原料为废料，工艺更加简单，因此，大大降低了粉末除臭剂的生产成本；同时，在降低生产成本的前提下，可以保证铝酸钠的用量，在保证低成本的前提下大大提高了除臭剂的性能。

2、本发明通过将一直以来长期困扰人们的磷石膏和高铁赤泥两种污染废渣作为主要原料进行反应，通过添加添加剂和改性剂后在高温下焙烧即可，相较于传统单独以磷石膏或高铁赤泥作为原料进行反应来提取回收有价物质的工艺，本发明的处理工艺更加的简单，成本更加的低廉。同时，还进一步解决了磷石膏和高铁赤泥的堆存问题，增加了磷石膏和高铁赤泥的应用，对缓解环境污染具有重要意义。

3、本发明通过以磷石膏和高铁赤泥作为原料进行反应，根据本发明反应原理，在焙烧后可以得到以硅酸盐、硫化物（主要为硫化铁）和铝酸钠为主的物质，而通过简单的浮选以及水溶出工艺即可将铁、硫和铝等成分进行分离，成功的提取了磷石膏和高铁赤泥中的有价成分，大大提高了磷石膏和高铁赤泥的附加值。

为进一步证明本发明的有益效果，发明人做了如下实验。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步的说明，但并不作为对本发明限制的依据。

本发明的实施例

实施例1：一种粉末除臭剂的制备方法，步骤如下：

1）将磷石膏、高铁赤泥、硫酸钠和无烟煤混合并研磨制成生料，生料中，磷石膏和高铁赤泥按照1：0.5重量比的比例混合，硫酸钠添加比例按生料中所含Na₂O和A1₂O₃+Fe₂O₃总和的分子比为1:1添加，无烟煤的混合比例为生料总重量的12%，送入工业回转窑内在1000℃焙烧2小时，制得熟料，将熟料研磨后按液固体积比为4:1加水溶出，并进行固液分离，分别得溶液和残渣；

2）将步骤1）分离得到的溶液在氮气的保护下静置1天，然后取上清液，将上清液加热蒸发使其结晶，得铝酸钠晶体；

3）将铝酸钠晶体烘干后研磨成粉，得铝酸钠粉，然后将铝酸钠粉11份、沸石分子筛3份、炭黑1份、云母石6份、四氟乙烯树脂1份、聚乙烯5份和聚乙烯蜡2份混合，并搅拌均匀，即得粉末除臭剂；

4）向步骤1）制得的残渣中加入浮选剂，浮选出硫化铁，剩余残渣用于生产水泥，浮选出的硫化铁置于35%的富氧环境下，在800℃下焙烧5小时得氧化铁，焙烧产生的SO₂在五氧化二钒的催化下氧化成SO₃，SO₃经浓硫酸吸收后制备硫酸。

实施例2：一种粉末除臭剂的制备方法，步骤如下：

1）将磷石膏、高铁赤泥、碳酸钠和碳混合并研磨制成生料，生料中，磷石膏和高铁赤泥按照1：0.8重量比的比例混合，碳酸钠添加比例按生料中所含Na₂O和A1₂O₃+Fe₂O₃总和的分子比为1:1添加，碳的混合比例为生料总重量的14%，送入工业隧道窑内在1100℃焙烧1.5小时，制得熟料，将熟料研磨后按液固体积比为5:1加水溶出，并进行固液分离，分别得溶液和残渣；

2）将步骤1）分离得到的溶液在氮气的保护下静置1天，然后取上清液，将上清液加热蒸发使其结晶，得铝酸钠晶体；

3）将铝酸钠晶体烘干后研磨成粉，得铝酸钠粉，然后将铝酸钠粉14份、沸石分子筛4份、炭黑3份、云母石9份、四氟乙烯树脂2份、聚乙烯9份和聚乙烯蜡5份混合，并搅拌均匀，即得粉末除臭剂；

4）向步骤1）制得的残渣中加入浮选剂，浮选出硫化铁，剩余残渣用于生产水泥，浮选出的硫化铁置于38%的富氧环境下，在850℃下焙烧4小时得氧化铁，焙烧产生的SO₂在五氧化二钒的催化下氧化成SO₃，SO₃经浓硫酸吸收后制备硫酸。

实施例3：一种粉末除臭剂的制备方法，步骤如下：

1）将磷石膏、高铁赤泥、烧碱和煤矸石混合并研磨制成生料，生料中，磷石膏和高铁赤泥按照1：1重量比的比例混合，烧碱添加比例按生料中所含Na₂O和A1₂O₃+Fe₂O₃总和的分子比为1:1添加，煤矸石的混合比例为生料总重量的19%，送入工业立窑内在1300℃焙烧1小时，制得熟料，将熟料研磨后按液固体积比为5:1加水溶出，并进行固液分离，分别得溶液和残渣；

2）将步骤1）分离得到的溶液在氮气的保护下静置2天，然后取上清液，将上清液加热蒸发使其结晶，得铝酸钠晶体；

3）将铝酸钠晶体烘干后研磨成粉，得铝酸钠粉，然后将铝酸钠粉16份、沸石分子筛4份、炭黑4份、云母石10份、四氟乙烯树脂2份、聚乙烯11份和聚乙烯蜡5份混合，并搅拌均匀，即得粉末除臭剂；

4）向步骤1）制得的残渣中加入浮选剂，浮选出硫化铁，剩余残渣用于生产水泥，浮选出的硫化铁置于42%的富氧环境下，在900℃下焙烧3小时得氧化铁，焙烧产生的SO₂在五氧化二钒的催化下氧化成SO₃，SO₃经浓硫酸吸收后制备硫酸。

实施例4：一种粉末除臭剂的制备方法，步骤如下：

1）将磷石膏、高铁赤泥、硫酸钠和煤矸石混合并研磨制成生料，生料中，磷石膏和高铁赤泥按照1： 1.2重量比的比例混合，硫酸钠添加比例按生料中所含Na₂O和A1₂O₃+Fe₂O₃总和的分子比为1:1添加，煤矸石的混合比例为生料总重量的22%，送入工业回转窑内在1350℃焙烧0.5小时，制得熟料，将熟料研磨后按液固体积比为6:1加水溶出，并进行固液分离，分别得溶液和残渣；

2）将步骤1）分离得到的溶液在氮气的保护下静置2天，然后取上清液，将上清液加热蒸发使其结晶，得铝酸钠晶体；

3）将铝酸钠晶体烘干后研磨成粉，得铝酸钠粉，然后将铝酸钠粉18份、沸石分子筛5份、炭黑5份、云母石12份、四氟乙烯树脂3份、聚乙烯13份和聚乙烯蜡7份混合，并搅拌均匀，即得粉末除臭剂；

4）向步骤1）制得的残渣中加入浮选剂，浮选出硫化铁，剩余残渣用于生产水泥，浮选出的硫化铁置于50%的富氧环境下，在1000℃下焙烧1小时得氧化铁，焙烧产生的SO₂在五氧化二钒的催化下氧化成SO₃，SO₃经浓硫酸吸收后制备硫酸。

Claims (10)

1.一种粉末除臭剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

1）将磷石膏、高铁赤泥、添加剂和改性剂混合并研磨制成生料，送入窑内焙烧，制得熟料，将熟料研磨后加水溶出，并进行固液分离，分别得溶液和残渣；

2）将步骤1）分离得到的溶液在氮气的保护下静置1-2天，然后取上清液，将上清液加热蒸发使其结晶，得铝酸钠晶体；

3）将铝酸钠晶体烘干后研磨成粉，得铝酸钠粉，然后将铝酸钠粉、沸石分子筛、炭黑、云母石、四氟乙烯树脂、聚乙烯和聚乙烯蜡混合，并搅拌均匀，即得粉末除臭剂。

2.根据权利要求1所述的粉末除臭剂的制备方法，其特征在于：所述步骤1）的生料中，磷石膏和高铁赤泥按照1：0.5-1.2重量比的比例混合。

3.根据权利要求1所述的粉末除臭剂的制备方法，其特征在于：所述步骤1）的生料中，添加剂添加比例按生料中所含Na₂O和A1₂O₃+Fe₂O₃总和的分子比为1:1添加，改性剂的混合比例为生料总重量的12-22%。

4.根据权利要求1所述的粉末除臭剂的制备方法，其特征在于：步骤1）中，所述的高铁赤泥为拜耳法生产氧化铝产生的赤泥，其中Fe₂O₃的含量高于20%；所述添加剂为硫酸钠、碳酸钠或烧碱；所述改性剂为无烟煤、碳或煤矸石。

5.根据权利要求1所述的粉末除臭剂的制备方法，其特征在于：步骤1）中，所述窑为工业回转窑、工业隧道窑或工业立窑；焙烧温度为1000-1350℃，焙烧时间为0.5-2小时。

6.根据权利要求1所述的粉末除臭剂的制备方法，其特征在于：步骤1）中，所述溶出时的液固体积比为4-6:1。

7.根据权利要求1所述的粉末除臭剂的制备方法，其特征在于：步骤3）中，所述粉末除臭剂按重量份计，包括有铝酸钠粉11-18份、沸石分子筛3-5份、炭黑1-5份、云母石6-12份、四氟乙烯树脂1-3份、聚乙烯5-13份和聚乙烯蜡2-7份。

8.根据权利要求7所述的粉末除臭剂的制备方法，其特征在于：所述粉末除臭剂按重量份计，包括有铝酸钠粉14份、沸石分子筛4份、炭黑3份、云母石9份、四氟乙烯树脂2份、聚乙烯9份和聚乙烯蜡5份。

9.根据权利要求1所述的粉末除臭剂的制备方法，其特征在于：步骤1）中，向所述残渣中加入浮选剂，浮选出硫化铁，剩余残渣用于生产水泥，浮选出的硫化铁焙烧得氧化铁，焙烧产生的SO₂在五氧化二钒的催化下氧化成SO₃，SO₃经浓硫酸吸收后制备硫酸。

10.根据权利要求9所述的粉末除臭剂的制备方法，其特征在于：所述硫化铁是置于35-50%的富氧环境下，在800-1000℃下焙烧1-5小时。