一种利用高岭土选矿废水制备钾明矾的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及废水处理及无机盐制备技术领域，具体涉及一种利用高岭土选矿废水 制备钾明矾的方法。
【背景技术】
[0002] 中国高岭土分布广泛，遍布北方和南方区域，但又相对集中，南方的高岭土储量较 多，例如广东、福建、江西、江苏等地。在进行高岭土选矿过程中会产生选矿废水，高岭土选 矿废水pH值一般在3左右，并且含有高浓度的S〇42_、Al3+。国内对高岭土选矿废水的处理大都 是简单加碱进行pH值中和，很多小加工厂甚至不处理直接将选矿废水排放，对环境造成了 极大的破坏;有些规模较大的高岭土企业，迫于政府压力进行了选矿废水处理，但是没有专 业化人员去研究和设计，造成选矿废水处理成本居高不下，使得处理过后的水只能排放，不 能做到循环利用或是对其中有效资源回收利用，造成了水资源和Al3+等有效物质极大浪费， 将高岭土选矿废水加以处理回收利用Al3+制备钾明矾的文献至今未见报道。
【发明内容】
[0003] 本发明要解决的技术问题是提供一种利用高岭土选矿废水制备钾明矾的方法，以 解决现有高岭土选矿废水处理方式导致铝元素极大浪费的问题。本发明可有效处理高岭土 选矿废水，使高岭土选矿废水中的铝元素得到充分利用，达到节能减排、变废为宝的目的。
[0004] 为解决以上技术问题，本发明采用以下技术方案： 一种利用高岭土选矿废水制备钾明矾的方法，包括以下步骤： S1:采用高岭土选矿废水与高岭土混合，使高岭土的三氧化二铝溶解于高岭土选矿废 水中，再将增加硫酸铝浓度的高岭土选矿废水循环与新增加的高岭土混合，以这样的工艺 步骤循环操作，直至溶解在高岭土选矿废水的硫酸铝达到饱和； S2:将步骤S1制得的硫酸铝达到饱和的高岭土选矿废水经控制温度和pH值后加入硫酸 钾反应生成钾明矾； S3:将步骤S2反应生成的钾明矾溶液除去杂质，所得清液冷却结晶，所得结晶压滤得到 滤饼粗钾明矾； S4:将步骤S3制得的粗钾明矾投入水中，搅拌使粗钾明矾完全溶解后再次除去杂质，所 得清液再次冷却结晶，所得结晶压滤得到钾明矾； S5:将步骤S4制得的钾明矾进一步除去水分，即制得纯净的钾明矾。
[0005] 优选地，步骤S1中高岭土的三氧化二铝溶解于高岭土选矿废水的温度为90_92°C， 增加硫酸铝浓度的高岭土选矿废水循环与新增加的高岭土混合循环操作步骤为2-4次， 优选地，步骤S2中硫酸铝达到饱和的高岭土选矿废水控制的温度为86-89°C，pH值为 3·3_3·6 〇
[0006] 优选地，步骤S2中，加入硫酸钾时，所述硫酸钾的量为使钾明矾中K+:Al3+: 5042_的 摩尔浓度比为 1.01-1.05:1:2.01-2.08。
[0007] 优选地，步骤S3和S4中清液冷却结晶的温度< 12°C。
[0008] 优选地，步骤S3和S4中压滤的压力为0.9-1 .OMPa，钾明矾压至含水率< 40%。
[0009] 优选地，步骤S4中加水量为粗钾明矾的重量1.1-1.3倍。
[0010] 优选地，步骤S5中除去水分是在离心机处理下进行的，离心机的转速为4000-4500r/min，钾明矾除去水分至含水率< 0.9%。
[0011] 本发明具有以下有益效果： (1) 与用工业原料生产的钾明矾及现有技术生产的钾明矾相比，本发明的生产成本更 低； (2) 本发明制备的钾明矾不仅纯度高，达到99.81%以上，而且质量稳定； (3) 本发明可有效回收利用高岭土选矿废水中铝元素，且高岭土选矿废水中不增加新 的元素，达到综合利用、节能减排的目的。
【附图说明】
[0012] 图1为本发明利用高岭土选矿废水制备钾明矾的工艺流程示意图。
【具体实施方式】[0013] 实施例1 一种利用高岭土选矿废水制备钾明矾的方法，包括以下步骤： S1:采用高岭土选矿废水在温度为90°C下与高岭土混合，使高岭土的三氧化二铝溶解 于高岭土选矿废水中，再将增加硫酸铝浓度的高岭土选矿废水循环与新增加的高岭土混 合，使溶解在高岭土选矿废水的硫酸铝达到饱和； S2:将步骤S1制得的硫酸铝达到饱和的高岭土选矿废水经控制温度为86°C，pH值为3.3 下加入硫酸钾，所加硫酸钾的量为使钾明矾中K+:A13+:S042,摩尔浓度比为1.01:1:2.02， 反应生成钾明巩； S3:将步骤S2反应生成的钾明矾溶液除去杂质，所得清液在温度为12°C下冷却结晶，所 得结晶在压力为0.9MPa下压滤得到含水率为40%的滤饼粗钾明矾； S4:将步骤S3制得的粗钾明矾投入水中，所加水量为粗钾明矾的重量1.1倍，在温度为 86°C下搅拌使粗钾明矾完全溶解后再次除去杂质，所得清液在温度为12°C下再次冷却结 晶，所得结晶压滤得到含水率为40%的钾明矾； S5:将步骤S4制得的钾明研^在离心机的转速为4500r/min下进一步除去水分，直至钾明 矾含水率为0.9%为止，即制得纯净的钾明矾。
[0014] 实施例2 一种利用高岭土选矿废水制备钾明矾的方法，包括以下步骤： S1:采用高岭土选矿废水在温度为92°C下与高岭土混合，使高岭土的三氧化二铝溶解 于高岭土选矿废水中，再将增加硫酸铝浓度的高岭土选矿废水循环与新增加的高岭土混 合，以这样的工艺步骤循环操作4次，直至溶解在高岭土选矿废水的硫酸铝达到饱和； S2:将步骤S1制得的硫酸铝达到饱和的高岭土选矿废水经控制温度为89°C，pH值为3.4 下加入硫酸钾，所加硫酸钾的量为使钾明矾中K+:A13+:S042,摩尔浓度比为1.02:1:2.01， 反应生成钾明巩； S3:将步骤S2反应生成的钾明矾溶液除去杂质，所得清液在温度为10°C下冷却结晶，所 得结晶在压力为l.OMPa下压滤得到含水率为36%的滤饼粗钾明矾； S4:将步骤S3制得的粗钾明矾投入水中，所加水量为粗钾明矾的重量1.3倍，在温度为 88°C下搅拌使粗钾明矾完全溶解后再次除去杂质，所得清液在温度为10°C下再次冷却结 晶，所得结晶压滤得到含水率为35%的钾明矾； S5:将步骤S4制得的钾明研^在离心机的转速为4000r/min下进一步除去水分，直至钾明 矾含水率为0.8%为止，即制得纯净的钾明矾。
[0015] 实施例3 一种利用高岭土选矿废水制备钾明矾的方法，包括以下步骤： S1:采用高岭土选矿废水在温度为91°C下与高岭土混合，使高岭土的三氧化二铝溶解 于高岭土选矿废水中，再将增加硫酸铝浓度的高岭土选矿废水循环与新增加的高岭土混 合，以这样的工艺步骤循环操作3次，直至溶解在高岭土选矿废水的硫酸铝达到饱和； S2:将步骤S1制得的硫酸铝达到饱和的高岭土选矿废水经控制温度为87°C，pH值为3.5 下加入硫酸钾，所加硫酸钾的量为使钾明矾中K+:Al3+: 5〇42_的摩尔浓度比为1.04:1: 2.06， 反应生成钾明巩； S3:将步骤S2反应生成的钾明矾溶液除去杂质，所得清液在温度为8°C下冷却结晶，所 得结晶在压力为〇.9MPa下压滤得到含水率为30%的滤饼粗钾明矾； S4:将步骤S3制得的粗钾明矾投入水中，所加水量为粗钾明矾的重量1.2倍，在温度为 87°C下搅拌使粗钾明矾完全溶解后再次除去杂质，所得清液在温度为10°C下再次冷却结 晶，所得结晶压滤得到含水率为32%的钾明矾； S5:将步骤S4制得的钾明研^在离心机的转速为4500r/min下进一步除去水分，直至钾明 矾含水率为0.7%为止，即制得纯