1.本技术涉及水滑石制备技术领域，更具体地说，它涉及一种钙铝水滑石连续化清洁生产工艺。
背景技术：
2.钙铝水滑石是一种常见阴离子粘土材料，属于层状双金属氢氧化物。可用作碱性催化剂、氧化还原催化剂以及催化剂载体，在塑料工业中的应用，不仅可以提高塑料的热稳定性、阻燃性、光稳定性和耐候性，还可以提高塑料的保温性、防雾滴性能和成形性能。另外，钙铝水滑石具有较好的吸附性能，在水污染治理和土壤修复中均有较好的应用。
3.另一方面，随着我国工业化的飞速发展，各种工业废渣的产量日益增大，而工业废渣的处理较为困难，堆积的工业废渣不仅对于环境存在一定的危害，而且也是一种资源浪费，积极寻找工业废渣的回收利用途径是解决上述问题的有效方式。其中碱渣是指工业生产中制碱和碱处理过程中排放的碱性废渣。碱渣成份主要包括碳酸钙、硫酸钙、氯化钙等钙盐为主要组分的废渣。
4.因此，提供一种以碱渣为原料之一制备钙铝水滑石的生产工艺，对于碱渣的回收利用和钙铝水滑石的生产成本控制，均具有明显的积极意义。
技术实现要素：
5.为了更好地回收利用碱渣并降低钙铝水滑石的生产成本，本技术提供一种钙铝水滑石连续化清洁生产工艺，采用如下的技术方案：一种钙铝水滑石连续化清洁生产工艺，包括以下步骤：混合钙源、铝源和水，得到混合料；将混合料转入压力釜加热反应，反应完毕后，再依次经过滤、洗涤、干燥、粉碎处理，得到钙铝水滑石；其中钙源为碱渣，且所述碱渣中钙元素含量为22.37～25.56％、铝元素含量为0.87～1.31％。
6.通过采用上述技术方案，由于碱渣是以碳酸钙、硫酸钙、氯化钙等钙盐为主要成分的废渣，可以提供丰富的钙源和较少的铝源，在生产得到质量较好的钙铝水滑石的同时，可以较好地回收利用碱渣，契合绿色环保和可持续发展的理念，对于降低生产成本具有积极意义。并且碱渣自身具有较高的碱性，契合钙铝水滑石生产过程中所需的碱性环境，即可以利用碱渣自身调控体系的碱性，无需外加氢氧化钠等碱性物质，制备过程较为简单，绿色环保，契合工业化生产。
7.另外，碱渣中含有一定量的氯离子，可以作为层间阴离子，氯离子的大小介于铝和钙之间，使得制备得到的钙铝水滑石层间距较为合适，对于维持八面体结构的稳定性具有积极意义。同时，层间氯离子可以和铬离子、铜离子等发生交换，并以形成沉淀的形式对铬离子、铜离子等进行吸附。当生产得到的钙铝水滑石应用至土壤修复或水污染治理时，可以起到优于普通水滑石的辅助作用。
8.综上，本技术中以属于工业废渣的碱渣作为钙源，不仅实现了废物回收利用，降低了生产成本，并且碱渣作为钙源能够很好地契合钙铝水滑石的生产，具有较强的实用意义，且契合工业化生产。
9.在一个具体的可实施方案中，所述碱渣的ph为10～12。
10.通过采用上述技术方案，碱渣的ph为10～12，在作为钙源、铝源和水进行反应的过程中，可以提供反应所需的碱性环境，无需另外添加氢氧化钠等碱性物质，节约了生产成本。
11.在一个具体的可实施方案中，洗涤过程中，使用去离子水将过滤后的滤渣漂洗至中性，漂洗得到的溶液循环到混合料的制备过程中。
12.通过采用上述技术方案，滤渣漂洗至中性，使得生产得到的钙铝水滑石趋向于显中性，使得生产得到的钙铝水滑石的应用范围更广。另外，漂洗后得到的溶液循环至混合料的制备过程中，在节约水资源的同时，漂洗后的溶液显碱性，可以配合碱渣营造碱性环境，并且漂洗后的溶液中也含有一定量的残余钙源和铝源，可以作为补充原料，契合绿色环保和工业化生产需求。
13.在一个具体的可实施方案中，向漂洗后的溶液中通入二氧化碳，二氧化碳的通入速率为1～5l/h。
14.通过采用上述技术方案，漂洗后的溶液保持通入一定量的二氧化碳，首先可以进一步提高该溶液的碱性，回用后对于碱性环境的改善效果更佳。另外，通入的二氧化碳可以结合溶液中呈游离态的钙源，使得溶液中的钙源更为稳定地参与反应。
15.在一个具体的可实施方案中，所述铝源为硫酸铝和氢氧化铝按照质量比1：(2.2～3.7)组成的混合物。
16.通过采用上述技术方案，按照上述比例复配硫酸铝和氢氧化铝作为铝源，与钙源的反应效果较好。
17.在一个具体的可实施方案中，所述钙源与铝源的质量比为(4.3～7.6)：1。
18.通过采用上述技术方案，控制钙源与铝源的质量比为(4.3～7.6)：1，反应程度较高，且反应效果较好。
19.在一个具体的可实施方案中，所述钙源和铝源的总质量与水的质量比为1：(3.0～4.5)。
20.通过采用上述技术方案，按照上述比例控制钙源、铝源与水的用量，在保障水满足反应需求的前提下，可以有效控制体系的碱性环境能够满足反应需求。
21.在一个具体的可实施方案中，混合料的加热反应温度为110～170℃，反应时间为10～16h。
22.通过采用上述技术方案，控制反应温度和反应时间为上述范围，从而可以达到较好的反应效果。
23.综上所述，本技术具有以下有益效果：1.本技术以碱渣作为钙源，从而可以实现碱渣的回收利用，绿色环保且降低了生产成本，生产操作较为简单，并且制备得到的钙铝水滑石的质量较好，契合可持续发展原则和工业化生产需求。
24.2.本技术中碱渣提供钙源的同时，其所含的氯离子可以作为钙铝水滑石的层间阴
离子，对于提高水滑石结构稳定性具有积极意义；并且制备得到的钙铝水滑石在应用至水污染处理和土壤修复领域中，对于铬离子、铜离子等具有较为优异的吸附性能，实用意义较强。
25.3.本技术将洗涤滤渣得到的溶液循环回用至混合料的制备中，不仅节约了水资源，而且在一定程度上解决了废水排放问题，同时该溶液所具备的碱性和游离态的钙源、铝源均能够实现回用，对于提高体系的反应效果具有积极意义。
具体实施方式
26.以下结合实施例和对比例对本技术作进一步详细说明，本技术涉及的原料均可通过市售获得。实施例
27.实施例1一种钙铝水滑石连续化清洁生产工艺，包括以下步骤：先混合钙源和水5min，然后再加入铝源，继续混合10min，得到混合料；将混合料转入压力釜，搅拌状态下进行加热反应12h，反应温度为140℃反应完毕后进行冷却，然后再依次经过滤、洗涤、干燥、粉碎处理，得到钙铝水滑石；其中钙源为碱渣，且碱渣中钙元素含量为22.37～25.56％、铝元素含量为0.87～1.31％；碱渣的ph为12；铝源为硫酸铝和氢氧化铝按照质量比1：2.6组成的混合物；钙源与铝源的质量比为5.8：1；钙源和铝源的总质量与水的质量比为1：4。
28.实施例2本实施例与实施例1的区别之处在于，碱渣的ph为10。
29.实施例3本实施例与实施例1的区别之处在于，碱渣的ph为11。
30.实施例4本实施例与实施例1的区别之处在于，铝源为硫酸铝和氢氧化铝按照质量比1：2.2组成的混合物。
31.实施例5本实施例与实施例1的区别之处在于，铝源为硫酸铝和氢氧化铝按照质量比1：3.7组成的混合物。
32.实施例6本实施例与实施例1的区别之处在于，铝源为硫酸铝和氢氧化铝按照质量比1：1组成的混合物。
33.实施例7本实施例与实施例1的区别之处在于，铝源为硫酸铝和氢氧化铝按照质量比1：5组成的混合物。
34.实施例8
本实施例与实施例1的区别之处在于，铝源为硫酸铝。
35.实施例9本实施例与实施例1的区别之处在于，铝源为氢氧化铝。
36.实施例10本实施例与实施例1的区别之处在于，铝源为硝酸铝。
37.实施例11本实施例与实施例1的区别之处在于，钙源与铝源的质量比为4.3：1。
38.实施例12本实施例与实施例1的区别之处在于，钙源与铝源的质量比为7.6：1。
39.实施例13本实施例与实施例1的区别之处在于，钙源与铝源的质量比为2：1。
40.实施例14本实施例与实施例1的区别之处在于，钙源与铝源的质量比为10：1。
41.实施例15本实施例与实施例1的区别之处在于，钙源和铝源的总质量与水的质量比为1：3.0。
42.实施例16本实施例与实施例1的区别之处在于，钙源和铝源的总质量与水的质量比为1：4.5。
43.实施例17本实施例与实施例1的区别之处在于，钙源和铝源的总质量与水的质量比为1：2。
44.实施例18本实施例与实施例1的区别之处在于，钙源和铝源的总质量与水的质量比为1：8。
45.实施例19本实施例与实施例1的区别之处在于，洗涤过程中，使用去离子水将过滤后的滤渣漂洗至中性，漂洗得到的溶液循环到混合料的制备过程中。
46.实施例20本实施例与实施例19的区别之处在于，向漂洗后的溶液中通入二氧化碳，二氧化碳的通入速率为3l/h。
47.对比例对比例1本对比例与实施例1的区别之处在于，用等量的碳酸钙替换碱渣，并通过添加氢氧化钠使得混合料的ph为12，其他条件不变。
48.性能检测试验方法测试样品为实施例1～20和对比例1中生产得到的钙铝水滑石。
49.吸附性能测试：首先配制质量浓度为1g/l的六价铬储备液，在50ml离心管中，加入0.05g钙铝水滑石样品，再加入20ml六价铬储备液，置于恒温振荡箱内进行吸附实验(t＝298k；v＝200r/min)。吸附反应结束后采用离心机进行固液分离。上清液中六价铬的质量浓度采用二苯碳酰二肼分光光度法(gb7467-1987)测定，显色后在波长540nm测定吸光度。吸
附率(r，％)采用下述公式进行计算：r(％)＝(x-y)/x
×
100％；式中：x为六价铬的初始质量浓度，mg/l；y为吸附后六价铬的质量浓度，mg/l。
50.热稳定性测试：使用sta409/dc型热重-差示扫描量热仪分别测定钙铝水滑石样品的热稳定性，设定条件为：升温速度10℃/min，升温范围为20～600℃，以失重量评价钙铝水滑石的热稳定性，即失重量越大热稳定性越差。
51.表1检测数据表样品吸附率/％失重量/％实施例196.814.47实施例294.215.66实施例394.915.32实施例495.315.04实施例596.114.86实施例694.016.12实施例794.515.97实施例893.316.41实施例993.716.35实施例1092.216.82实施例1194.515.35实施例1295.915.13实施例1391.816.96实施例1493.616.55实施例1594.715.34实施例1696.215.72实施例1794.416.65实施例1892.117.42实施例1997.314.10实施例2098.913.87对比例190.712.95通过表1并结合实施例1和对比例1的检测结果来看，本技术以碱渣为钙源生产得到的钙铝水滑石在具有优异的铬离子吸附性能的同时，还兼具较好的热稳定性。虽然相较于对比例1中以碳酸钙为钙源生产得到的钙铝水滑石，热稳定性处于劣势，但是铬离子的吸附效果明显占优。并且从生产成本来看，实施例1的原料成本明显低于对比例1，而且碱渣属于工业废渣，对碱渣的回收利用可以有效缓解资源浪费和环境污染问题，实用意义较强。
52.结合实施例1和实施例4～10的检测结果来看，复配硫酸铝和氢氧化铝作为铝源效果更佳，并且硫酸铝和氢氧化铝之间的复配比例在1：(2.2～3.7)范围内效果较好。
53.结合实施例1和实施例11～14的检测结果来看，钙源和铝源按照质量比(4.3～7.6)：1混合后生产效果较好，从热稳定性和铬离子的吸附效果均有所体现。
54.结合实施例1和实施例15～18的检测结果来看，水的加入量对于反应效果存在一
定程度的影响，可能是因为水加入过少容易影响反应效率、程度等，而水加入过量则会导致碱性被稀释，进而也会影响反应效果。
55.结合实施例1和实施例19～20的检测结果来看，洗涤后得到的溶液回用在节约水资源、减少废水排放的基础上，由于该溶液中残留一定量的钙源和铝源，并且显碱性，因此作为补充水回用后对于提高反应效果具有明显的积极意义。并且进一步向回用溶液中通入二氧化碳，可以进一步优化回用溶液的积极作用，也明显可以从产物的热稳定性和对铬离子的吸附效果上看出。
56.本具体实施例仅仅是对本技术的解释，其并不是对本技术的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本技术的权利要求范围内都受到专利法的保护。