一种含铝污泥合成铝酸盐粉体的方法与流程

本发明属于含铝污泥循环利用技术领域，具体涉及一种含铝污泥合成铝酸盐粉体的方法。

背景技术：

铝加工企业生产过程中，碱蚀、剥摸工序形成的含铝废碱与酸洗、氧化、着色、钝化等工序形成的含铝废液中和后形成大量的酸碱铝泥、含铬铝泥、含镍铝泥等污泥，根据《国家危险废物名录(2016)》，均属于危险废物。铝型材熔铸、再生时会产生大量的铝灰，2019年发布征求意见稿中，酸碱铝泥被列出的国家危险废物目录，铝灰被列入了该目录。如何科学、合理、低成本、高吞吐量的环保处置，是整个铝加工行业共同面临的问题。

现有处理含铝污泥的措施主要有填埋、制备硫酸铝净水剂、制备氯化铝净水剂、制备氧化铝，现有措施存在以下问题：1、填埋无法回收含铝污泥中的有价成分且浪费大量土地资源；2、制备硫酸铝净水剂及氯化铝净水剂需要消耗大量的酸，受含铝污泥的水份、铝含量、重金属含量影响较大，需要对含铝污泥进行净化、脱水浓缩及合适的配比才能生存出合格的净水剂产品，具有工艺复杂性较高，经济效益偏低等缺点；3、制备氧化铝耗时长，得率低。

技术实现要素：

为解决上述背景技术中提出的问题。本发明提供了一种含铝污泥合成铝酸盐粉体的方法，具有起到资源再生，减排作用的特点。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种含铝污泥合成铝酸盐粉体的方法，包括以下步骤：

(1)将含铝污泥通过破碎机进行破碎并通过带式输送机输送至反应器或者将含铝污泥通过搅拌罐进行混合均质化并通过泵车以管道输送至反应器；

(2)往反应器内部加入氢氧化钠溶液，并打开反应器的加热器和搅拌器，加热器对反应器内部的污泥和氢氧化钠溶液进行加热，搅拌器对反应器内部的污泥和氢氧化钠溶液进行搅拌，让污泥与氢氧化钠溶液充分融合，使污泥中的铝溶出；

(3)将反应器中的浆料泵入冷却罐中进行降温，浆料冷却后，将浆料泵入压滤机中对浆料压滤，进行固液分离，将压滤得到的滤渣进行洗涤，回收滤渣中的可溶性铝盐，洗涤液合并至滤液；

(4)将压滤得到的滤液泵入熟化池，往熟化池内部加入底物a，并打开熟化池的搅拌器，搅拌器将滤液和底物a搅拌均匀，搅拌一定时间，然后打开熟化池的加热器，加热器对熟化池进行升温，并保温一定时间，生成铝酸盐粉体；

(5)将生成的铝酸盐粉体经压滤机过滤洗涤后可得到洁净的铝酸盐粉体，可用于陶瓷生产的添加剂、塑料及造纸填充剂、乳胶漆填料、分散剂等；

(6)分步向滤液中加入钙盐和钡盐，以沉淀氢氧化钠溶液中的氟离子、硫酸根以及铬酸根等杂质离子，再将去除杂质离子的溶液分步过滤，得到洁净的氢氧化钠溶液，循环使用或浓缩结晶后出售。

在本发明中进一步的，所述含铝污泥原料的可溶性铝含量应≥1％，所述含铝污泥原料中铬含量≤0.1％为宜，铜、铁、锌、钙、镁、镍、铅、汞、镉等金属元素不溶出均不影响铝酸盐粉体品质。

在本发明中进一步的，所述含铝污泥原料的含水率范围5％至95％均适用。

在本发明中进一步的，所述步骤(2)中，溶出含铝污泥中铝时，需要加入过量的氢氧化钠溶液。

在本发明中进一步的，所述步骤(2)中，溶出铝灰中铝时，反应液位不宜过高，防止剧烈反应引起冒槽。

在本发明中进一步的，所述步骤(2)中，溶出铝灰中铝时，有大量氢气、氨气、甲烷产生，需要对尾气进行处理，并做好防爆措施。

在本发明中进一步的，所述步骤(3)中，压滤机最好为带洗涤的板框压滤机。

在本发明中进一步的，所述步骤(3)中，为加快过滤速度，浆料可静置30分钟以上分层后压滤。

在本发明中进一步的，所述步骤(4)中，保温时间不宜过短。

在本发明中进一步的，所述步骤(5)中，压滤机最好为带洗涤的板框压滤机。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明较现有制取铝盐净水剂技术而言，使用氢氧化钠处理污泥，大部分重金属不会溶出，且根据反应特性消耗的氢氧化钠只为酸的二分之一到三分之一，氢氧化钠可重复利用，可节省大量资源，同时氢氧化钠溶解净化后可作为化工原料出售。

2、本发明较现有制取氧化铝技术而言，加入底物后可在数小时内生成铝酸盐粉体，溶液易于过滤，可节约大量生产时间，提升生产效率，且溶液中铝离子几乎完全被沉淀转化，再用于溶解污泥时可大大提升使用效率。

3、本发明使用的原料辅料均不会对金属产生腐蚀性，可用铁质设备进行反应，设备造价低廉，维护简单，维护成本低。

4、本发明通过配套改进的设备后可实现连续投料以及连续出料的功能，占地面积小，制造一500立方反应装置，一年可处理10万吨含铝污泥，而且运行参数少，易于控制，可顺利实现自动化控制；铜、铁、锌、钙、镁、镍、铅、汞、镉等金属元素几乎不溶出，干扰较少，产品质量易于控制。

5、本发明所制粉体纯度高(含量≥99.5％)、粒度细(粒度99％≤45μm)、分散性好(98％达到结晶状态)，可应用于陶瓷、塑料加工、造纸、乳胶漆、油墨中，作为填充剂及分散改性剂，并能作为化工原料应用。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

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他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，本发明提供以下技术方案：一种含铝污泥合成铝酸盐粉体的方法，包括以下步骤：

(1)为了具有一定的回收价值，本实施例中，优选的，含铝污泥原料的可溶性铝含量应≥1％，为了降低氢氧化钠溶液的净化成本，本实施例中，优选的，含铝污泥原料中铬含量≤0.1％为宜，为了具有良好的使用效果，本实施例中，优选的，含铝污泥原料的含水率范围5％至95％均适用，将含铝污泥通过破碎机进行破碎并通过带式输送机输送至反应器或者将含铝污泥通过搅拌罐进行混合均质化并通过泵车以管道输送至反应器；

(2)往反应器内部加入氢氧化钠溶液，为了使污泥中的铝溶出，本实施例中，优选的，溶出含铝污泥中铝时，需要加入过量的氢氧化钠溶液，为了防止剧烈反应引起冒槽，本实施例中，优选的，溶出铝灰中铝时，反应液位不宜过高，并打开反应器的加热器和搅拌器，加热器对反应器内部的污泥和氢氧化钠溶液进行加热，搅拌器对反应器内部的污泥和氢氧化钠溶液进行搅拌，让污泥与氢氧化钠溶液充分融合，使污泥中的铝溶出，为了提高操作安全性，本实施例中，优选的，溶出铝灰中铝时，有大量氢气、氨气、甲烷产生，需要对尾气进行处理，并做好防爆措施；

(3)将反应器中的浆料泵入换热中进行降温，回收热能，为了大大提升压滤速度，节约压滤成本，本实施例中，优选的，浆料可静置30分钟以上分层后压滤，浆料冷却后，将浆料泵入压滤机中对浆料压滤，进行固液分离，为了更好的压滤与洗涤效果，本实施例中，优选的，压滤机最好为带洗涤的板框压滤机；

(4)将压滤得到的滤液泵入熟化池，往熟化池内部加入底物a，并打开熟化池的搅拌器，搅拌器将滤液和底物a搅拌均匀，搅拌一定时间，然后打开熟化池的加热器，加热器对熟化池进行升温，并保温一定时间，为了避免晶化不完全，本实施例中，优选的，保温时间不宜过短，生成铝酸盐粉体；

(5)将生成的铝酸盐粉体经压滤机过滤洗涤后可得到洁净的铝酸盐粉体，为了更好的过滤洗涤效果，本实施例中，优选的，压滤机最好为带洗涤的板框压滤机，可用于陶瓷生产的添加剂、塑料及造纸填充剂、乳胶漆填料、分散剂等；

(6)分步向滤液中加入钙盐和钡盐，以沉淀氢氧化钠溶液中的氟离子、硫酸根以及铬酸根等杂质离子，再将去除杂质离子的溶液分步过滤，得到洁净的氢氧化钠溶液，循环使用或浓缩结晶后出售。

本发明的工作原理及使用流程：将含铝污泥(含铝污泥原料的可溶性铝含量应≥1％，含铝污泥原料中铬含量≤0.1％为宜，含铝污泥原料的含水率范围5％至95％均适用)通过破碎机进行破碎并通过带式输送机输送至反应器或者将含铝污泥通过搅拌罐进行混合均质化并通过泵车以管道输送至反应器；往反应器内部加入氢氧化钠溶液(溶出含铝污泥中铝时，需要加入过量的氢氧化钠溶液且反应液位不宜过高)，并打开反应器的加热器和搅拌器，加热器对反应器内部的污泥和氢氧化钠溶液进行加热，搅拌器对反应器内部的污泥和氢氧化钠溶液进行搅拌，让污泥与氢氧化钠溶液充分融合，使污泥中的铝溶出，在溶出铝灰中铝时，有大量氢气、氨气、甲烷产生，需要对尾气进行处理，并做好防爆措施；将反应器中的浆料泵入换热器中进行降温，回收热能，浆料可静置30分钟以上分层后压滤，浆料冷却后，将浆料泵入压滤机(压滤机最好为带洗涤的板框压滤机)中对浆料压滤，进行固液分离；将压滤得到的滤渣进行洗涤，回收滤渣中的可溶性铝盐，将压滤得到的滤液泵入熟化池，往熟化池内部加入底物a，并打开熟化池的搅拌器，搅拌器将滤液和底物a搅拌均匀，搅拌一定时间完成熟化，熟化后打开熟化池的加热器，加热器对熟化池进行升温，并保温一定时间，为了避免晶化不完全，本实施例中，优选的，保温时间不宜过短，生成铝酸盐粉体；将生成的铝酸盐粉体经压滤机(压滤机最好为带洗涤的板框压滤机)过滤洗涤后可得到洁净的铝酸盐粉体，可用于陶瓷生产的添加剂、塑料及造纸填充剂、乳胶漆填料、分散剂等；分步向滤液中加入钙盐和钡盐，以沉淀氢氧化钠溶液中的氟离子、硫酸根以及铬酸根等杂质离子，再将去除杂质离子的溶液分步过滤，得到洁净的氢氧化钠溶液，循环使用或浓缩结晶后出售。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。