一种废酸废碱制备聚合硫酸铝的方法与流程

1.本发明涉及水处理技术领域，具体是一种废酸废碱制备聚合硫酸铝的方法。


背景技术：

2.铝型材挤压模具使用后要放入高浓度碱液中进行煲模，将模腔内的铝反应腐蚀掉。煲模液中氢氧化钠的浓度达250-350g/l，随着反应的进行，铝离子含量不断升高，当达到60-70g/l以上，反应速度明显降低时，就必须将煲模液排掉。排掉的废液中含有大量的铝离子及氢氧化钠，潜在的经济价值非常大。煲模废液的处理一般采取“以废治废”的方式：跟氧化工序产生的废酸中和，这种处理方式产生的废渣量非常大，煲模废渣就能占到企业总渣量的30％左右。企业不但没有利用其经济价值，反而增加了成本，废水、废渣的处理成为沉重的环保负担。
3.铝型材表面进行硫酸阳极氧化时，会产生大量的含铝废硫酸；电子铝箔进行以硫酸为介质的电化学腐蚀过程中，也会产生大量的含铝废硫酸。目前，大多数企业对这些废硫酸进行中和处理，不仅需要消耗大量的碱，而且产生大量的污泥，造成资源浪费。
4.聚合硫酸铝是新型无机高分子聚合物，吸附能力强，净水效果优于所有传统的硫酸铝等无机净水剂。目前聚合硫酸铝的生产工艺为在硫酸铝的工艺上进行改进而成，生产工艺主要有两种：氢氧化铝法和铝土矿酸浸取法。
5.氢氧化铝法：氢氧化铝和硫酸在加热和一定压力条件下反应即得到硫酸铝产品。该方法生产过程简单，反应自身放热相对能耗较低，而且生产的产品品质纯净。缺点是成本高，价格贵。
6.铝土矿酸浸取法：首先将铝土矿粉碎到合适的粒度，在压力反应釜中和工业硫酸在加压、加热的条件下，经过几小时的酸解，使铝土矿中的铝转移到酸解液中，该溶液杂质含量高，需要经过过滤或沉降得到较为透明的液体。铝土矿生产的产品虽然成本较低，但杂质含量较高，生产过程中产生大量的废渣，铝土矿粉碎过程中粉尘大，加热的能耗高，该工艺在环保较严的经济发达地区有逐步淘汰的趋势。


技术实现要素：

7.本发明的目的在于提供一种废酸废碱制备聚合硫酸铝的方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
8.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
9.一种废酸废碱制备聚合硫酸铝的方法，包括如下步骤：
10.s1、在反应釜内通入废硫酸，同时使反应釜内物料升温至100℃；
11.s2、再通入废碱，保温反应3h，即生产得到聚合硫酸铝。
12.作为本发明进一步的方案：所述废硫酸为铝材表面酸洗、硫酸阳极，或铝电解电容器用铝电极箔化学腐蚀产生的废酸的一种或多种。
13.作为本发明进一步的方案：所述废碱为铝型材挤压模具使用后用碱进行浸泡模腔
内的铝而产生的废液。
14.作为本发明进一步的方案：所述废硫酸中h2so4质量百分比浓度为25％-30％，al
3+
质量百分比浓度为1.3％-1.6％。
15.作为本发明进一步的方案：所述废碱中氢氧化钠的质量百分比浓度26％-30％，铝离子质量百分比为5.9％-3.2％。
16.作为本发明进一步的方案：所述反应釜内设置有搅拌桨、夹套以及保温层。
17.作为本发明进一步的方案：步骤s2中，废碱通入需缓慢进行，总加速速度为1.5-2h投加完毕所需的废碱量，通入设备为耐腐蚀高压泵。
18.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
19.所述一种废酸废碱制备聚合硫酸铝的方法，工艺新颖，既解决了废酸、废碱的处理造成的环保问题，也避免了生产过程中杂质较多的缺点，实用性强，可靠性高，值得推广使用。
具体实施方式
20.下面将结合本发明实施例，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。
21.本发明中，一种废酸废碱制备聚合硫酸铝的方法，包括如下步骤：
22.s1、在反应釜内通入废硫酸，同时使反应釜内物料升温至100℃；
23.s2、再通入废碱，保温反应3h，即生产得到聚合硫酸铝。
24.所述废硫酸为铝材表面酸洗、硫酸阳极，或铝电解电容器用铝电极箔化学腐蚀产生的废酸的一种或多种。
25.所述废碱为铝型材挤压模具使用后用碱进行浸泡模腔内的铝而产生的废液。
26.所述废硫酸中h2so4质量百分比浓度为25％-30％，al3+质量百分比浓度为1.3％-1.6％。
27.所述废碱中氢氧化钠的质量百分比浓度26％-30％，铝离子质量百分比为5.9％-3.2％。
28.所述反应釜内设置有搅拌桨、夹套以及保温层。
29.步骤s2中，废碱通入需缓慢进行，总加速速度为1.5-2h投加完毕所需的废碱量，通入设备为耐腐蚀高压泵。
30.实施例1
31.在反应釜内加入10吨废硫酸(废硫酸中h2so4质量百分比浓度为25％，al
3+
质量百分比浓度为1.6％)，向反应釜夹套内通入蒸汽，使釜内物料升温至100℃，关闭排气阀，开启搅拌桨和废碱放料阀，1.5小时内将6.0吨废碱均匀投加完毕(废碱中氢氧化钠的质量百分比浓度30％，铝离子质量百分比为6.2％)，关闭废碱进料阀，反应自身放热至145℃，在此温度下保温反应3小时，即生产得到聚合硫酸铝。
32.实施例2
33.在反应釜内加入10吨废硫酸(废硫酸中h2so4质量百分比浓度为30％，al
3+
质量百
分比浓度为1.3％)，向反应釜夹套内通入蒸汽，使釜内物料升温至100℃，关闭排气阀，开启搅拌桨和废碱放料阀，2.0小时内将8.3吨废碱均匀投加完毕(废碱中氢氧化钠的质量百分比浓度26％，铝离子质量百分比为5.9％)，关闭废碱进料阀，反应自身放热至147℃，在此温度下继续反应3小时，即生产得到聚合硫酸铝。
34.参数检测
35.对实施例1和实施例2所制备的聚合硫酸铝以及市场售卖的聚合硫酸铝a的各项指标包括：al2o3、盐基度的含量及1％的聚合硫酸铝的水溶液的ph进行检测，检测结果如下表1所示。
36.表1
[0037][0038]
对比实验
[0039]
取原木浆生化后加药前废水1000ml(cod：500，色度1000倍)，分别加入本发明实施例1和实施例2所制备的聚合硫酸铝以及市场售卖的聚合硫酸铝a，进行混凝效果对比试验，其试验数据下表2所示。
[0040]
表2
[0041][0042]
从出水效果可以看出，本发明方法所得聚合硫酸铝的去除cod，脱色能力皆优于市售产品a，值得推广使用。
[0043]
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。
[0044]
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。