专利名称：一种消除硫酸雾的方法
技术领域：
本发明涉及铅酸蓄电池技术领域，尤其涉及一种消除硫酸雾的方法。
背景技术：
目前，在化学电源中，铅酸蓄电池具有电动势高、电容量大、寿命长、使用环境温度范围广，适用于大电流放电等优点。但是在铅酸蓄电池生产过程中，硫酸电解质温度保持在60°C，其中的硫酸分子会部分蒸发进入空气，与空气中的水分凝结形成酸雾；另一方面化成过程会发生化学反应，产生氢气和氧气，形成气泡上浮到液面后爆破，将硫酸以小液滴形式带出。上述产生的硫酸雾是介于烟气与水雾之间的物质，具有较强的腐蚀性，若不加以处理，会对工作场所中的人员皮肤、粘膜，呼吸道等造成极大危害；长期接触硫酸雾还会对循环系统、消化系统、内分泌系统、神经系统产生影响；同时硫酸雾也会腐蚀厂房设备及精密仪器。现有技术中硫酸雾的处理方法有很多，主要有静电除雾法、液体吸收法、过滤法、覆盖法、固体吸附法等。其中静电除雾法的技术较为成熟，对硫酸雾具有很好的吸收效果，吸收率能达到90%以上，但是造价比较高、体积大；液体吸收法具有吸收效果好、设备投资低等优点，但是存在耗水、耗电量大、运行费用高、设备腐蚀、二次污染和冬季防冻等问题；过滤法具有设备紧凑、操作方便、回收物质纯净和运行费较低等优点，但存在过滤面积较小、过滤风速不宜过高等问题；覆盖法简单易行，便于掌握，但受工艺条件的限制，酸液浓度过高时效果欠佳；固体吸附法的成本低、生成产物稳定、无二次污染，但采用的一般吸附剂容量有限，吸收效果不理想。
发明内容
本发明的目的是提供一种消除硫酸雾的方法，该方法不仅价格廉价，而且吸附性能好，不会带来二次污染，并能够以废治废，既解决了赤泥的处理问题，也为解决铅酸蓄电池厂的酸雾治理提供了新途径。一种消除硫酸雾的方法，所述方法包括采用固体废弃物氧化铝赤泥为吸附剂来消除硫酸雾；且在所述氧化铝赤泥中加入添加剂，并进行高温煅烧，以改善所述氧化铝赤泥的吸附性能。在所述氧化铝赤泥中加入的添加剂具体包括氯化物和硝酸盐。所述添加剂的用量质量百分比为O. 5-0. 9%。 所述高温煅烧的最佳温度为750°C。所述方法还包括将高温煅烧后的氧化铝赤泥制作成颗粒粒径为3mm的吸附剂。由上述本发明提供的技术方案可以看出，所述方法采用固体废弃物氧化铝赤泥为吸附剂来消除硫酸雾；且在所述氧化铝赤泥中加入添加剂，并进行高温煅烧，以改善所述氧化铝赤泥的吸附性能。该方法不仅价格廉价，而且吸附性能好，不会带来二次污染，并能够以废治废，既解决了赤泥的处理问题，也为解决铅酸蓄电池厂的酸雾治理提供了新途径。
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例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，对于本领域的普通技术人员来讲，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他附图。图1为本发明实施例提供的消除硫酸雾的方法流程图；图2为本发明实施例所举出的不同煅烧温度下吸附性能对比示意图；图3为本发明实施例所举出的不同颗粒粒径下吸附性能对比示意图。
具体实施例方式下面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，都属于本发明的保护范围。在本发明实施例中，氧化铝赤泥是炼铝工业氧化铝生产过程中产生的固体废弃物，其主要矿物成分为硅酸二钙、方钠石、水化石、赤铁矿、钙钛矿石，主要化学成分为A1203、Fe203、SiO2、CaO、Na2O 等。本发明实施例就是利用该氧化铝赤泥的物理吸附和化学吸附特性来实现吸附硫酸雾的。其中，物理吸附赤泥与硫酸雾通过分子间的作用力产生作用，作用力的大小与赤泥的比表面积有关，赤泥颗粒细微、比表面积大，吸收性能好；化学吸附赤泥中的Fe203、A1203、CaO, MgO, Na2O等成份和部分溶解性的碱能与硫酸雾发生化学反应，有较强的吸附能力和反应活性。本发明实施例根据氧化铝赤泥独特的物理和化学性质，将其用于铅酸蓄电池厂硫酸雾的处理，不仅廉价，而且吸附性能好，不会带来二次污染，能够以废治废，既解决了赤泥的处理问题，也为解决铅酸蓄电池厂的酸雾治理提供了新途径。下面将结合附图对本发明实施例作进一步地详细描述，如图1所示为本发明实施例提供的消除硫酸雾的方法流程图，所述方法包括步骤11 :采用固体废弃物氧化铝赤泥为吸附剂来消除硫酸雾。在具体实现中，采用的原材料也可以是其他赤泥种类。步骤12 :在所述氧化铝赤泥中加入添加剂。在该步骤中，进一步对上述氧化铝赤泥进行改性处理，具体可以在所述氧化铝赤泥中加入添加剂，该添加剂具体可以包括氯化物和硝酸盐等。通过添加剂的加入，可以进一步改善氧化铝赤泥的微孔特性。具体实现中，上述添加剂的最佳用量为质量百分比O. 5-0. 9%。步骤13 :再进行高温煅烧，以改善所述氧化铝赤泥的吸附性能。具体实现中，所述高温煅烧的最佳温度为750°C。通过高温煅烧，以获得去除率高，处理效果更为持久的氧化铝赤泥。
另外，在具体实现过程中，还可以进一步将高温煅烧后的氧化铝赤泥制作成颗粒粒径为3mm的吸附剂。实际应用中，随着颗粒粒径的减小，氧化铝赤泥对硫酸雾的去除率就越大。另外，上述吸附饱和后的氧化铝赤泥的含碱量变低，更加适用于制作水泥，墙体砖、路基等材料。下面以具体的实例来对上述消除硫酸雾的方法的过程进行说明首先选用的原材料取自炼铝工业氧化铝生产过程中产生的氧化铝赤泥，此种氧化铝碱性较高，PH值为11 12，经过前处理后，加入一定量的添加剂(包括氯化物和硝酸盐等)，混合均匀后进行高端煅烧，使其反应活性增强，改善材料的微孔特性，增大其比表面积，提闻氧化招赤泥的吸附能力。上述采用加入添加剂(包括氯化物和硝酸盐等)和高温煅烧对氧化铝赤泥进行改性的实验方案为首先取氧化铝赤泥，放在坩埚中，加入一定量的添加剂，研磨均匀后，在不同温度下(600 V、750°C、900°C )于马弗炉中煅烧5h，放入含有硅胶的干燥瓶中冷却后，称取500g冷却后的赤泥加粘结剂制成不同粒径的球形。为了保证吸附剂的机械强度，成型后的球形吸附剂在室温避光的条件下，自然风干24h，然后放入烘箱，在100°C进行烘干5h。通过实验对比，上述最佳改性条件添加剂用量O. 5-0. 9% (质量百分比)，煅烧温度为750°C，材料的颗粒粒径为3mm，具体来说I)首先固定赤泥颗粒粒径，考察不同煅烧温度对硫酸雾去除率的影响，如图2所示为本发明实施例所举出的不同煅烧温度下吸附性能对比示意图，图2中通过煅烧后，氧化铝赤泥对酸雾的吸附效果有了明显增加，吸附2h后，去除率均能达到90%以上，这是因为煅烧后氧化铝赤泥的比表面积和微孔数量都变大了，而且氧化铝赤泥的孔径分布范围较宽，颗粒中的大孔和中孔居多，所以比孔容积也较大。6h之内氧化铝赤泥对硫酸雾的去除率下降速度比较平稳，这说明由于氧化铝赤泥颗粒中的大孔和中孔居多，硫酸雾与氧化铝赤泥中的有效成分反应后不会堵塞颗粒表面的孔隙而阻止硫酸雾进入内部反应。6h后由于吸附容量有限，吸附效果显著降低。当煅烧温度为750°C时，氧化铝赤泥对硫酸雾的吸附效果最好，煅烧温度过低或者过高，吸附效果反而降低。氧化铝赤泥首先在600°C之前脱除其中的吸附水和结晶水，从而有更多的孔隙，同时会生成硅酸盐、铝酸盐水合产物，这些水合产物是粗大纤维状凝胶体，具备相互交叉构成空间结构，导致比表面积和孔隙都增大。2)然后将最佳温度750°C煅烧后的氧化铝赤泥制作成颗粒粒径分别为3mm、4mm、5mm的吸附剂，考察不同颗粒粒径对硫酸雾去除率，如图3所示为本发明实施例所举出的不同颗粒粒径下吸附性能对比示意图，图3中随着颗粒粒径的减小，氧化铝赤泥对硫酸雾的去除率增大。因为颗粒粒径减小，孔隙率相应也变大，氧化铝赤泥的比表面积会增大，硫酸分子与氧化铝赤泥接触的面积增大，反应就越充分，吸附容量越大，吸收效果就越好。同时，由于孔隙率越高，硫酸雾在吸附柱里停留的时间越久，与氧化铝赤泥越能充分反应。由此可得出，当颗粒粒径为3_时，吸附性能最佳。通过上述改性处理后，将原材料赤泥和改性后的氧化铝赤泥研磨后，在真空烘箱中烘干24h后，分别取O. 2000g样品测量。通过BET测定仪测得原材料赤泥的比表面积为40. 9069m2/g,改性后的氧化铝赤泥比表面积为84. 3382m2/g,由此可见，改性后的赤泥比表面积比较大，表面能也大，具有更好的吸附性能。综上所述，本发明实施例提供的方法不仅价格廉价，而且吸附性能好，不会带来二次污染，并能够以废治废，既解决了赤泥的处理问题，也为解决铅酸蓄电池厂的酸雾治理提供了新途径。以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式
，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。
权利要求
1.一种消除硫酸雾的方法，其特征在于，所述方法包括采用固体废弃物氧化铝赤泥为吸附剂来消除硫酸雾；且在所述氧化铝赤泥中加入添加剂，并进行高温煅烧，以改善所述氧化铝赤泥的吸附性能。
2.如权利要求1所述消除硫酸雾的方法，其特征在于，在所述氧化铝赤泥中加入的添加剂具体包括氯化物和硝酸盐。
3.如权利要求1或2所述消除硫酸雾的方法，其特征在于，所述添加剂的用量质量百分比为O. 5-0. 9%。
4.如权利要求1所述消除硫酸雾的方法，其特征在于，所述高温煅烧的最佳温度为750°C。
5.如权利要求1所述消除硫酸雾的方法，其特征在于，所述方法还包括将高温煅烧后的氧化铝赤泥制作成颗粒粒径为3_的吸附剂。
全文摘要
本发明实施例公开了一种消除硫酸雾的方法，所述方法采用固体废弃物氧化铝赤泥为吸附剂来消除硫酸雾；且在所述氧化铝赤泥中加入添加剂，并进行高温煅烧，以改善所述氧化铝赤泥的吸附性能。该方法不仅价格廉价，而且吸附性能好，不会带来二次污染，并能够以废治废，既解决了赤泥的处理问题，也为解决铅酸蓄电池厂的酸雾治理提供了新途径。
文档编号B01J20/08GK102989259SQ201210518080
公开日2013年3月27日 申请日期2012年12月5日 优先权日2012年12月5日
发明者舒月红, 方瑜, 朱龙冠, 陈红雨 申请人:华南师范大学