CN110194479A - 一种利用赤泥制备聚合氯化铝的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种利用赤泥制备聚合氯化铝净水剂的方法，该方法是：先将赤泥与水混合加热搅拌，脱除可溶性碱，然后将滤饼于盐酸溶液中强化浸出实现铝元素深度脱除，经过滤和洗涤制得含铝溶液和高纯铝硅粉料；再向含铝溶液中添加铝酸钙进行聚合反应，制备聚合氯化铝净水剂，高纯铝硅粉料可用于制备耐火、陶瓷和建筑材料；所制备聚合氯化铝净水剂产品满足GB/T22627‑2014的指标要求。本发明所公开的方法不仅解决了赤泥对环境的污染问题还实现了其资源化利用，制备了性能优异的聚合氯化铝净水剂，为赤泥的资源化利用提供了新方向。

Description

一种利用赤泥制备聚合氯化铝的方法
技术领域
本发明涉及赤泥安全处置及资源化利用领域，特别是一种利用赤泥制备聚合氯化铝的新方法。
背景技术
赤泥是氧化铝生产过程中产生的废渣，每生产1吨氧化铝约产生1~2吨赤泥。铝土矿生产氧化铝的方法有拜耳法、烧结法以及烧结法和拜耳法联合的方法，因此，产生的赤泥分为拜耳法赤泥、烧结法赤泥和联合法赤泥。赤泥成分因生产氧化铝的方法而不同，主要成分为氧化铝、氧化钙、氧化铁、氧化硅及未洗净的碱性钠盐。中国作为世界上生产氧化铝大国之一，赤泥年排放量达数百万吨之多。赤泥直接排放不仅造成严重的环境污染，同时还会造成铝、钙、铁等资源的浪费和流失，资源化利用迫切。
目前针对赤泥资源化利用的研究较多，主要集中在回收其中的铁等有价元素以及用于制备路基、建材等材料，利用赤泥制备聚合氯化铝净水剂的研究较少。CN201710588593.1公开了一种赤泥悬浮焙烧制备铁精粉的方法，先将赤泥磨细，然后进行一段弱磁选，一段弱磁选后的物料先后进行氧化焙烧和还原焙烧，最后进行二段弱磁选得到铁精粉；CN201811018582.0公开了一种用于路基水稳层的赤泥基材料，以赤泥、熟石灰、粉煤灰、矿渣、五水偏硅酸钠、水泥和级配碎石为原料，按照一定比例混合制备路基水温层的赤泥基材料；CN201710670415.3和CN201510051373.6公开了一种赤泥制备聚合氯化铝的方法，该方法将赤泥与盐酸混合进行溶出反应，经液固分离，滤液经聚合反应制备聚合氯化铝。以上公开的赤泥回收铁精粉偏重火法冶金，相对来说能耗较高，成本较大；赤泥制备路基材料，因赤泥中含有附碱，在使用过程中附碱浸出，无法保证材料性能；利用赤泥制备聚合氯化铝未进行预处理，导致生产聚合氯化铝过程酸耗过大，产品盐基度偏高，使用性能较低。
发明内容
本发明的目的在于提供一种利用赤泥制备聚合氯化铝的新方法，采用强化脱碱-深度脱铝-聚合调控制备聚合氯化铝净水剂，同时制得高纯铝硅粉料，可作为生产耐火材料、陶瓷材料的原料。前端强化脱碱工艺实现附碱的深度脱除，不仅降低后端酸耗，还实现了碱液循环重新用于溶出铝矾土中的氧化铝。该方法不仅解决了赤泥的污染问题，还制备了聚合氯化铝净水剂及高纯铝硅粉料，实现了赤泥的资源化利用，所生产的聚合氯化产品满足GB/T22627-2014的指标要求，具有良好的社会、经济和环境效益。
为达此目的，本发明采用了以下技术方案：
一种利用赤泥制备聚合氯化铝净水剂的方法，其特征在于包括如下步骤：
（1）将赤泥于水溶液中加热搅拌，强化溶出赤泥中的可溶性碱，经液固分离，制得第一滤液和第一固体，第一滤液循环利用继续溶出赤泥中的可溶性碱，循环到一定程度，浓缩结晶制备碱溶液，用于拜耳法提取氧化铝；
（2）将步骤（1）中产生的第一固体与盐酸溶液混合，深度脱除第一固体中的氧化铝，经液固分离和洗涤，制备含铝溶液、第一洗液和高纯铝硅粉料；
（3）步骤（2）产生的第一洗液返回调配盐酸溶液，继续用于溶解第一固体中的氧化铝；
（4）向步骤（2）产生的含铝溶液中添加铝酸钙，于反应槽中加热溶出，进行聚合调控制备聚合氯化铝絮凝剂；
（5）步骤（2）制备的高纯铝硅粉料用于生产耐火材料和建筑材料等。
优选的是，步骤（1）所述的反应条件为：液固比2~10ml/g反应温度60~100℃，反应时间1~5h；
优选的是，步骤（1）所述的第一滤液用于循环浸出赤泥中的可溶性碱，其中循环次数1~10次；
优选的是，步骤（2）所述的第一固体与盐酸溶液混合，深度脱除其中的氧化铝，其中反应条件为：盐酸浓度6mol/L，液固比5~10ml/g，反应温度60~90℃，反应时间2-4h；
优选的是，步骤（4）所述的向步骤（2）产生的含铝溶液中添加铝酸钙，进行聚合反应制备聚合氯化铝，聚合反应条件：液固比8~15ml/g，反应温度85~90℃，反应时间3~5h。
附图说明
图1 一种利用赤泥制备聚合氯化铝的方法的工艺流程图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
本领域技术人员应该明了，所述实施例仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。
实施例1：
将赤泥按照强化脱碱-深度脱铝-聚合调控的工艺处理，强化脱碱工段：液固比2ml/g，反应温度60℃，反应时间1h；深度脱铝工段：液固比为5ml/g，反应温度60℃，反应时间2h，盐酸浓度3mol/L；聚合调控：液固比8ml/g，反应温度85℃，反应时间3h。所制备聚合氯化铝中氧化铝含量7.0%，盐基度85%。
实施例2：
将赤泥按照强化脱碱-深度脱铝-聚合调控的工艺处理，强化脱碱工段：液固比5ml/g，反应温度70℃，反应时间2h；深度脱铝工段：液固比为7ml/g，反应温度70℃，反应时间3h，盐酸浓度5mol/L；聚合调控：液固比9ml/g，反应温度86℃，反应时间4h。所制备聚合氯化铝中氧化铝含量6.5%，盐基度60%。
实施例3：
将赤泥按照强化脱碱-深度脱铝-聚合调控的工艺处理，强化脱碱工段：液固比6ml/g，反应温度80℃，反应时间3h；深度脱铝工段：液固比为5ml/g，反应温度90℃，反应时间2h，盐酸浓度6mol/L；聚合调控：液固比10ml/g，反应温度85℃，反应时间2h。所制备聚合氯化铝中氧化铝含量8.0%，盐基度60%。
实施例4：
将赤泥按照强化脱碱-深度脱铝-聚合调控的工艺处理，强化脱碱工段：液固比8ml/g，反应温度90℃，反应时间4h；深度脱铝工段：液固比为9ml/g，反应温度80℃，反应时间3.5h，盐酸浓度7mol/L；聚合调控：液固比13ml/g，反应温度85℃，反应时间4h。所制备聚合氯化铝中氧化铝含量6.4%，盐基度50%。
实施例5：
将赤泥按照强化脱碱-深度脱铝-聚合调控的工艺处理，强化脱碱工段：液固比10ml/g，反应温度100℃，反应时间5h；深度脱铝工段：液固比为10ml/g，反应温度90℃，反应时间4h，盐酸浓度8mol/L；聚合调控：液固比15ml/g，反应温度90℃，反应时间5h。所制备聚合氯化铝中氧化铝含量6.0%，盐基度40%。
最优方案为实施例3。
申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的工艺方法，但本发明并不局限于上述工艺步骤，即不意味着本发明必须依赖上述工艺步骤才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明所选用原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims (5)

1.一种利用赤泥制备聚合氯化铝净水剂的方法，其特征在于包括如下步骤：
（1）将赤泥于水溶液中加热搅拌，强化脱除赤泥中的可溶性碱，经液固分离，制得第一滤液和第一固体，第一滤液循环利用继续溶出赤泥中的可溶性碱，循环到一定程度，蒸发浓缩制备碱溶液，用于氧化铝提取；
（2）将步骤（1）中产生的第一固体与盐酸溶液混合，深度脱除第一固体中的氧化铝，经液固分离和洗涤，制备含铝溶液、第一洗液和高纯铝硅粉料；
（3）步骤（2）产生的第一洗液返回调配盐酸溶液，继续用于溶解第一固体中的氧化铝；
（4）向步骤（2）产生的含铝溶液中添加铝酸钙，于反应槽中加热溶出，进行聚合调控制备聚合氯化铝絮凝剂；
（5）步骤（2）制备的高纯铝硅粉料用于生产耐火材料和建筑材料等。
2.根据权利要求1所述的一种利用赤泥制备聚合氯化铝净水剂的方法，其特征在于，步骤（1）所述的反应条件为：液固比2~10ml/g反应温度60~100℃，反应时间1~5h。
3.根据权利要求1-2所述的一种利用赤泥制备聚合氯化铝净水剂的方法，其特征在于，步骤（1）所述的第一滤液用于循环浸出赤泥中的可溶性碱，其中循环次数1~10次。
4.根据权利要求1-3所述的一种利用赤泥制备聚合氯化铝净水剂的方法，其特征在于，步骤（2）所述的第一固体与盐酸溶液混合，深度脱除其中的氧化铝，其中反应条件为：盐酸浓度6mol/L，液固比5~10ml/g，反应温度60~90℃，反应时间2-4h。
5.根据权利要求1-4所述的一种利用赤泥制备聚合氯化铝的方法，其特征在于，步骤（4）所述的向步骤（2）产生的含铝溶液中添加铝酸钙，进行聚合反应制备聚合氯化铝，其中聚合反应条件：液固比8~15ml/g，反应温度85~90℃，反应时间3~5h。
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