CN112499933A - 一种利用赤泥制备净水剂的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种利用赤泥制备净水剂的方法，包括下列步骤：S1、对赤泥进行干燥；S2、将干燥后的赤泥与废盐酸反应后压滤，滤液进入一次沉淀池；S3、向一次沉淀池中添加铝酸钙粉，将一次沉淀池的上层液体转入除杂槽中去除重金属离子；S4、将S3步骤中处理后的液体转入反应槽进行聚合反应；S5、将聚合反应后的产物打入二次沉淀池，沉淀后打入高位槽，经离心干燥后包装制成聚合氯化铝净水剂；本发明釆用以废治废，用工业废酸溶解赤泥中的氧化铝成分，使有价的铝离子进入溶液，再进行除杂提纯，解决了赤泥与废酸两大废弃物，实现变废为宝目标，同时充分利用系统中产生的蒸汽等能量资源。

Description

一种利用赤泥制备净水剂的方法
技术领域
本发明属于赤泥处理技术领域，具体涉及一种利用赤泥制备净水剂的方法。
背景技术
赤泥是在提取氧化铝过程中产生的高碱性固体废弃物，根据制铝工艺的不同，分为拜耳法赤泥、烧结法赤泥和联合法赤泥，一般为暗红色和灰色粉状物，每生产1吨氧化铝大约要排放1.0～1.8吨的赤泥。
赤泥的主要组分是SiO2、Al2O3、Fe2O3、Na2O、TiO2、K2O等，还含灼碱成分和其他微量元素，由于其结合的化学碱难以脱除且含量大，又含有氟、铝及其他多种杂质，所以赤泥的无害化利用一直以来难以进行。赤泥综合利用率约4％，大部分赤泥采用堆场堆放、筑坝湿法堆存或干燥脱水后堆存的方法处理，不仅占用大量土地，还消耗大量的建设和维护费用，同时Na2O、K2O等碱金属元素易产生碱性污水污染水源，铝元素也可能通过生物链进入人体导致消化功能下降等。
为防止赤泥堆存污染地表地下水体和土壤，需要合理开展赤泥综合利用。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术之缺陷，提供了一种利用赤泥制备净水剂的方法，利用赤泥与废盐酸进行反应，生产聚合氯化铝净水剂，实现以废治废及赤泥资源化利用。
本发明是这样实现的：
本发明提供一种利用赤泥制备净水剂的方法，包括下列步骤：
S1、对赤泥进行干燥；
S2、将干燥后的赤泥与废盐酸反应后压滤，滤液进入一次沉淀池；
S3、向一次沉淀池中添加铝酸钙粉，将一次沉淀池的上层液体转入除杂槽中去除重金属离子；
S4、将S3步骤中处理后的液体转入反应槽进行聚合反应；
S5、将聚合反应后的产物打入二次沉淀池，沉淀后打入高位槽，经离心干燥后包装。
进一步地，所述赤泥在回转窑中干燥，回转窑的温度设定在180～450℃之间，回转窑的转速控制在0.5～5转/分钟，回转窑倾角在0～2°之间。
进一步地，步骤S2反应中赤泥和废盐酸的固液比为0.5～20，废盐酸中盐酸的质量分数为2％～20％。
进一步地，步骤S3中铝酸钙粉与滤液的固液比为0.01～0.15。
进一步地，所述除杂槽中添加5～20％的Na2S以去除重金属离子。
本发明具有以下有益效果：
本发明釆用以废治废，用工业废酸溶解赤泥中的氧化铝成分，使有价的铝离子进入溶液，再进行除杂提纯，解决了赤泥与废酸两大废弃物，实现变废为宝目标，同时还充分利用赤泥干燥过程中产生的蒸汽等能量资源。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为本发明一种实施例中利用赤泥制备净水剂的方法的工艺流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中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它实施例，都属于本发明保护的范围。
钢铁加工中需要利用酸溶液去除钢铁表面上的氧化皮和锈蚀物，盐酸是该过程最常用的酸之一，在采用过量盐酸清洗氧化皮和锈蚀物后，剩余的废液(废盐酸)pH值较低，同样是工业难以处理的废物之一。
参见图1，本发明实施例提供一种利用赤泥制备净水剂的方法，利用赤泥与废盐酸进行反应，生产聚合氯化铝净水剂，实现以废治废及赤泥资源化利用，包括以下步骤：
S1、对赤泥进行干燥；
S2、将干燥后的赤泥与废盐酸反应后压滤，滤液进入一次沉淀池；
S3、向一次沉淀池中添加铝酸钙粉，将一次沉淀池的上层液体转入除杂槽中去除重金属离子；
S4、将S3步骤中处理后的液体转入反应槽进行聚合反应；
S5、将聚合反应后的产物打入二次沉淀池，沉淀后打入高位槽，经离心干燥后包装。
具体地来说，首先将铝生产工艺产生的赤泥经压滤送入赤泥堆场进行堆存及脱水，含水率降低至30％使用，通过车载运输送至赤泥仓库，经抓斗运输至回转窑给料斗，送入回转窑进行干燥，其中回转窑的温度设定在180～450℃之间，回转窑的转速控制在0.5～5转/分钟，回转窑倾角在0～2°之间。回转窑在干燥时会有余热，该过程可产生出蒸汽来进行利用，加强对能源的利用率；可根据回转窑的尺寸控制赤泥的进料量，一般控制在20～2000kg/h，还可通过回转窑倾角和转速控制赤泥在回转窑内的停留时间，从而控制出口赤泥的水分含量，以便利于后续赤泥与废盐酸的反应充分进行。
干燥后赤泥粉末经皮带送至反应釜上方的漏斗，同时通过漏斗向反应釜配入一定比例的废盐酸，其中盐酸的质量分数为2％～20％，赤泥和盐酸的固液比在0.5～20，反应约4小时(反应时间可根据固液比和盐酸浓度及时调控)，经过压滤机压滤后，滤液进入一次沉淀池。
向一次沉淀池中添加铝酸钙粉，其中铝酸钙粉与滤液的固液比在0.01～0.15，利用铝酸钙粉做絮凝剂，去除滤液中的杂质，沉淀约48小时后，将一次沉淀池的上层液体转入除杂槽，除杂槽可添加5～20％的Na2S与上层液体反应形成CuS、PbS等沉淀去除其中的重金属离子，之后转入反应槽，并逐步将反应槽的温度提高到95℃进行聚合反应形成聚合氯化铝，反应约10小时后将其打入二次沉淀池。
本方法中涉及的反应过程为：
Al2O3+6HCl+9H2O→2[Al(H2O)6]Cl3+H2O；
[Al(H2O)6]3+→[Al(OH)n](3-n)++nH+；
2[Al(OH)n](3-n)++Cl-→Al2(OH)2nCl(6-2n)；
m Al2(OH)2nCl(6-2n)→[Al2(OH)2nCl(6-2n)]m。
在二次沉淀池沉淀72小时后将上层液体打入高位槽，高位槽中聚合氯化铝溶液经离心机离心后，送入干燥机进行干燥，干燥完成后形成聚合氯化铝产品。
本发明用工业废酸溶解赤泥中的氧化铝成分，使有价的铝离子进入溶液，经除杂提纯后，聚合生成聚合氯化铝，离心干燥后制得聚合氯化铝净水剂，采用以废治废的理念，解决了赤泥与废酸两大废弃物，实现变废为宝目标，同时还可充分利用赤泥干燥过程中产生的蒸汽等能量资源，减少能源消耗。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种利用赤泥制备净水剂的方法，其特征在于：包括下列步骤：
S1、对赤泥进行干燥；
S2、将干燥后的赤泥与废盐酸反应后压滤，滤液进入一次沉淀池；
S3、向一次沉淀池中添加铝酸钙粉，将一次沉淀池的上层液体转入除杂槽中去除重金属离子；
S4、将S3步骤中处理后的液体转入反应槽进行聚合反应；
S5、将聚合反应后的产物打入二次沉淀池，沉淀后打入高位槽，经离心干燥后包装制成聚合氯化铝净水剂。
2.如权利要求1所述的利用赤泥制备净水剂的方法，其特征在于，所述赤泥在回转窑中干燥，回转窑的温度设定在180～450℃之间，回转窑的转速控制在0.5～5转/分钟，回转窑倾角在0～2°之间。
3.如权利要求1所述的利用赤泥制备净水剂的方法，其特征在于：步骤S2反应中赤泥和废盐酸的固液比为0.5～20，废盐酸中盐酸的质量分数为2％～20％。
4.如权利要求1所述的利用赤泥制备净水剂的方法，其特征在于：步骤S3中铝酸钙粉与滤液的固液比为0.01～0.15。
5.如权利要求1所述的利用赤泥制备净水剂的方法，其特征在于：所述除杂槽中添加5～20％的Na2S以去除重金属离子。
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