CN111470661A - 从含铝废碱液中回收制备含铝化合物及亚硫酸盐的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种从含铝废碱液中回收制备含铝化合物及亚硫酸盐的方法，包括以下步骤：取一定量的含铝废碱液置于耐腐蚀的反应釜中，通入酸性气体，使溶液的PH值在5.5‑7之间，使含铝废碱中铝完全析出，然后固液分离，得到氢氧化铝和滤液；往滤液中加入适量的碱性溶液，使溶液的PH值在9‑10之间，得到亚硫酸盐溶液；取一定量回收得到的氢氧化铝置于反应釜中，加入工业盐酸、水，于一定温度下搅拌反应一段时间，冷却过滤得到聚合氯化铝。本发明可用于雷尼镍生产所产生的含铝废碱、铝型材生产过程中的煲模废液、铝型材表面加工碱蚀废液的处理。回收得到的铝资源用于生产聚合氯化铝水处理剂，副产得到的亚硫酸盐作为化工产品出售，实现了废物资源的综合利用。

Description

从含铝废碱液中回收制备含铝化合物及亚硫酸盐的方法
技术领域
本发明属于环保技术领域，具体涉及一种从含铝废碱液中回收制备含铝化合物及亚硫酸盐的方法，可用于雷尼镍生产所产生的含铝废碱、铝型材生产过程中的煲模废液、铝型材表面加工碱蚀废液的处理。
背景技术
雷尼镍是广泛应用于加氢、脱氢、脱卤等诸多化工领域的一种催化剂。雷尼镍的主要生产原理与步骤是：铝、镍按一定的比例混合、熔融、冷却、粉碎得到铝镍合金，然后用氢氧化钠浓度为20-40%的溶液把铝镍合金中的铝溶出，进一步离心、水洗得到雷尼镍产品。在铝的溶出过程中会产生大量的含铝废碱，该废碱的主要成分为偏铝酸钠和氢氧化钠。
在铝型材挤压成型完成后，在其模具腔体内会残留有铝，残留的铝采用高浓度的氢氧化钠溶液浸泡除去，俗称“煲模”。当氢氧化钠煲模液中铝含量达到一定值后，氢氧化钠溶液的溶解能力下降，必须将其排掉，从而产生废液。该废液的主要成分为偏铝酸钠和氢氧化钠。同理，在铝型材表面处理的工艺中，有氢氧化钠碱蚀环节，当碱蚀的氢氧化钠溶解过多的铝之后，溶解能力下降，碱蚀液必须排放，形成废液。
针对含铝废碱液，常用的处理方法有酸碱中和法和氢氧化铝晶种分解法，其中中和法是通过往废碱中加酸，使PH值达到中性后排放。当含铝废碱碱性很高时需消耗大量的中和药剂，同时产生大量的含铝固废和含盐废水，造成铝资源和碱资源的浪费。而采用氢氧化铝晶种分解法进行处理时，含铝废碱的苛性比必须小于3才能进行，且氢氧化铝晶种分解法中铝的回收率只有50-60%，铝的回收率太低，从而限制了氢氧化铝晶种分解法的广泛使用。
中国专利201810841773.0提供了一种铝加工中煲模液回收含铝与钠副产品的方法，通过往煲模液中加入相应的酸进行中和反应，通过控制PH得到相应的铝化合物，然后滤液进行冷却结晶，回收所加酸的钠盐，二次滤液则送回煲模槽继续煲模，但是，用酸进行中和处理生产成本高。
中国专利201711471743.7和201910730751.1提出采用生石灰粉来处理含铝废碱，生成铝酸钙，通过固液分离得到铝酸钙、回收氢氧化钠的方法。在强碱性条件下，铝酸钙溶解，通过固液分离并不能得到铝酸钙。
中国专利201710732496.5通过往雷尼镍生产所产生的含铝废碱液中添加触变剂、氢氧化铝和氢氧化钠，在一定条件下合成得到碱性液体速凝剂，实现了废液的回收利用，属于建筑材料技术领域。但该碱性速凝剂属于强碱性速凝剂，它的引入会对混凝土会造成一定的破坏作用，影响强度。同时该碱性速凝剂碱性强，在混凝土的施工中会对施工人员的皮肤产生腐蚀性损伤，从而限制了该技术的应用。
发明内容
本发明针对现有技术的不足，提出一种从含铝废碱液中回收制备含铝化合物及亚硫酸盐的方法，本发明方法通过往含铝废碱中通入二氧化硫气体，通过控制二氧化硫的通入量、控制PH值使含铝废碱中的铝以氢氧化铝的形式完全析出，固液分离，然后用碱调节滤液的PH得到亚硫酸盐溶液。通过该方法含铝废碱中铝的回收率大于99%，并副产得到亚硫酸盐，实现了含铝废碱中铝和钠两种资源的完全回收利用。
本发明的技术方案为：
一种从含铝废碱液中回收制备含铝化合物及亚硫酸盐的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1.取一定量的含铝废碱液置于耐腐蚀的反应釜中，通入酸性气体，使溶液的PH值在5.5-7之间，使含铝废碱中铝完全析出，然后固液分离，得到氢氧化铝和滤液；
S2.往滤液中加入适量的碱性溶液，使溶液的PH值在9-10之间，得到亚硫酸盐溶液；
S3.取一定量回收得到的氢氧化铝置于反应釜中，加入工业盐酸、水，于一定温度下搅拌反应一段时间，冷却过滤得到聚合氯化铝。
进一步的，步骤S1中，所述酸性气体为二氧化硫。特别的，本发明中采用的酸性气体可以是现有技术中的其它酸性气体。
进一步的，步骤S2中，所述碱性溶液为氢氧化钠溶液。特别的，本发明中采用的碱性溶液可以是现有技术中的其它碱性溶液。
进一步的，步骤S1中，所述含铝废碱中铝含量按三氧化二铝计在2%-20%之间，氢氧化钠的浓度在8%-25%之间，含铝废碱的苛性比在1.2-6.0之间。
进一步的，步骤S1中，所述含铝废碱液为雷尼镍生产所产生的含铝废碱、铝型材生产过程中的煲模废液或铝型材表面加工碱蚀废液中的任一种。
进一步的，步骤S2中，所述亚硫酸溶液中铝含量按三氧化二铝计小于0.04%。
进一步的，步骤S2中，所述亚硫酸盐溶液可进一步浓缩结晶干燥得到亚硫酸盐固体。优选的，所述亚硫酸盐溶液为亚硫酸钠溶液。特别的，所述亚硫酸盐溶液可以是依据化学反应得到的现有技术的其它亚硫酸盐。
进一步的，步骤S3中，加入的氢氧化铝和盐酸的摩尔比为1:5-1:2，反应温度120-150℃，反应时间1-3小时。
本发明可用于雷尼镍生产所产生的含铝废碱、铝型材生产过程中的煲模废液、铝型材表面加工碱蚀废液的处理。回收得到的铝资源用于生产聚合氯化铝水处理剂，副产得到的亚硫酸盐作为化工产品出售，实现了废物资源的综合利用。
本发明采用往含铝废碱中通入酸性气体，控制PH值，然后固液分离回收得到氢氧化铝，铝的回收率大于99%；然后用碱回调滤液的PH值副产得到亚硫酸盐溶液。实现了含铝废碱液铝和钠两种资源的综合利用，具有显著经济效益。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
一种从含铝废碱液中回收制备含铝化合物及亚硫酸盐的方法，包括以下步骤：含铝废碱液200g（铝按三氧化二铝计质量分数为5.95%，氢氧化钠含量16.17%，苛性比3.46）, 置于耐腐蚀的反应釜中，通入二氧化硫气体，至溶液的PH为6.23；然后停止通气，抽滤固液分离。得到白色的氢氧化铝和滤液。滤液铝含量按三氧化二铝计质量分数为0.034%，氢氧化铝的回收率为99.43%。往滤液中加入15%的氢氧化钠溶液，至溶液的PH为9.43，得到亚硫酸盐溶液，该溶液亚硫酸盐浓度为26.28%。亚硫酸盐溶液浓缩、结晶、干燥得到亚硫酸盐固体。
实施例2
一种从含铝废碱液中回收制备含铝化合物及亚硫酸盐的方法，包括以下步骤：含铝废碱液244g（铝按三氧化二铝质量分数计为11.71%，氢氧化钠含量13.85%，苛性比1.51），置于耐腐蚀的反应釜中，通入二氧化硫气体，至溶液的PH为6.37；然后停止通气，抽滤固液分离。得到白色的氢氧化铝和滤液。滤液铝含量按三氧化二铝计质量分数为0.026%，氢氧化铝的回收率为99.77%。往滤液中加入15%的氢氧化钠溶液，至溶液的PH为9.31，得到亚硫酸盐溶液，该溶液亚硫酸盐浓度为24.71%。亚硫酸盐溶液浓缩、结晶、干燥得到亚硫酸盐固体。
实施例3
一种从含铝废碱液中回收制备含铝化合物及亚硫酸盐的方法，包括以下步骤：含铝废碱液300g（铝按三氧化二铝质量分数计为2.54%，氢氧化钠含量10.87%，苛性比5.45），置于耐腐蚀的反应釜中，通入二氧化硫气体，溶液的PH为5.91；然后停止通气，抽滤固液分离。得到白色的氢氧化铝和滤液。滤液铝含量按三氧化二铝计质量分数为0.019%，氢氧化铝的回收率为99.25%。往滤液中加入15%的氢氧化钠溶液，至溶液的PH为9.13，得到亚硫酸盐溶液，该溶液亚硫酸盐浓度为18.71%。亚硫酸盐溶液浓缩、结晶、干燥得到亚硫酸盐固体。
实施例4
一种与实施例1相同的从含铝废碱液中回收制备含铝化合物及亚硫酸盐的方法，包括以下步骤：取回收得到的氢氧化铝150g置于反应釜中，工业盐酸392g（盐酸31%），水392g，氢氧化铝与盐酸的摩尔比为1.73；于120℃下搅拌反应1.5小时，冷却至室温，然后过滤得到聚合氯化铝水处理剂，所得聚合氯化铝溶液三氧化二铝含量为10.51%，盐基度52%。
实施例5
一种从含铝废碱液中回收制备含铝化合物及亚硫酸盐的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1.取一定量的含铝废碱液置于耐腐蚀的反应釜中，通入酸性气体，使溶液的PH值在5.5-7之间，使含铝废碱中铝完全析出，然后固液分离，得到氢氧化铝和滤液；
S2.往滤液中加入适量的碱性溶液，使溶液的PH值在9-10之间，得到亚硫酸盐溶液；
S3.取一定量回收得到的氢氧化铝置于反应釜中，加入工业盐酸、水，于一定温度下搅拌反应一段时间，冷却过滤得到聚合氯化铝。
进一步的，步骤S1中，所述酸性气体为二氧化硫。特别的，本发明中采用的酸性气体可以是现有技术中的其它酸性气体。
进一步的，步骤S2中，所述碱性溶液为氢氧化钠溶液。特别的，本发明中采用的碱性溶液可以是现有技术中的其它碱性溶液。
进一步的，步骤S1中，所述含铝废碱中铝含量按三氧化二铝计在2%-20%之间，氢氧化铝的浓度在8%-25%之间，含铝废碱的苛性比在1.2-6.0之间。
进一步的，步骤S1中，所述含铝废碱液为雷尼镍生产所产生的含铝废碱、铝型材生产过程中的煲模废液或铝型材表面加工碱蚀废液中的任一种。
进一步的，步骤S2中，所述亚硫酸溶液中铝含量按三氧化二铝计小于0.04%。
进一步的，步骤S2中，所述亚硫酸盐溶液可进一步浓缩结晶干燥得到亚硫酸盐固体。优选的，所述亚硫酸盐溶液为亚硫酸钠溶液。特别的，所述亚硫酸盐溶液可以是依据化学反应得到的现有技术的其它亚硫酸盐。
进一步的，步骤S3中，加入的氢氧化铝和盐酸的摩尔比为1:5-1:2，反应温度120-150℃，反应时间1-3小时。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。需注意的是，本发明中所未详细描述的技术特征，均可以通过任一现有技术实现。

Claims (9)

1.一种从含铝废碱液中回收制备含铝化合物及亚硫酸盐的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1.取一定量的含铝废碱液置于耐腐蚀的反应釜中，通入酸性气体，使溶液的PH值在5.5-7之间，使含铝废碱中铝完全析出，然后固液分离，得到氢氧化铝和滤液；
S2.往滤液中加入适量的碱性溶液，使溶液的PH值在9-10之间，得到亚硫酸盐溶液；
S3.取一定量回收得到的氢氧化铝置于反应釜中，加入工业盐酸、水，于一定温度下搅拌反应一段时间，冷却过滤得到聚合氯化铝。
2.根据权利要求1所述的从含铝废碱液中回收制备含铝化合物及亚硫酸盐的方法，其特征在于，步骤S1中，所述酸性气体为二氧化硫。
3.根据权利要求1所述的从含铝废碱液中回收制备含铝化合物及亚硫酸盐的方法，其特征在于，步骤S2中，所述碱性溶液为氢氧化钠溶液。
4.根据权利要求1所述的从含铝废碱液中回收制备含铝化合物及亚硫酸盐的方法，其特征在于，步骤S1中，所述含铝废碱中铝含量按三氧化二铝计在2%-20%之间，氢氧化钠溶液的浓度在8%-25%之间，含铝废碱的苛性比在1.2-6.0之间。
5.根据权利要求1所述的从含铝废碱液中回收制备含铝化合物及亚硫酸盐的方法，其特征在于，步骤S1中，所述含铝废碱液为雷尼镍生产所产生的含铝废碱、铝型材生产过程中的煲模废液或铝型材表面加工碱蚀废液中的任一种。
6.根据权利要求1所述的从含铝废碱液中回收制备含铝化合物及亚硫酸盐的方法，其特征在于，步骤S2中，所述亚硫酸溶液中铝含量按三氧化二铝计小于0.04%。
7.根据权利要求1所述的从含铝废碱液中回收制备含铝化合物及亚硫酸盐的方法，其特征在于，步骤S2中，所述亚硫酸盐溶液可进一步浓缩结晶干燥得到亚硫酸盐固体。
8.根据权利要求1或7所述的从含铝废碱液中回收制备含铝化合物及亚硫酸盐的方法，其特征在于，步骤S2中，所述亚硫酸盐溶液为亚硫酸钠溶液。
9.根据权利要求1所述的从含铝废碱液中回收制备含铝化合物及亚硫酸盐的方法，其特征在于，步骤S3中，加入的氢氧化铝和盐酸的摩尔比为1:5-1:2，反应温度120-150℃，反应时间1-3小时。
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