一種聚氯化鋁濾渣再利用工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種聚氯化鋁濾渣再利用工藝，在一次反應(yīng)釜內(nèi)加入水和鹽酸配制成22～28％的鹽酸溶液，加入濾渣攪拌至溶解；升溫至55～85℃投加含鋁廢渣，投加完畢后，料液體系溫度控制在92～118℃，反應(yīng)2.5～5h；通過調(diào)控鹽酸和濾渣的重量份數(shù)以控制反應(yīng)完成后料液的鹽基度在27％±11％；將反應(yīng)后的料液液渣分離，取母液投加鋁酸鈣粉，調(diào)節(jié)料液密度≥1.20g/ml，投加增效劑溶液，在85～125℃反應(yīng)2.5～5h，得到液體聚合氯化鋁；將得到的濾渣收集回用于生產(chǎn)系統(tǒng)繼續(xù)參與反應(yīng)。本發(fā)明在不增加工藝設(shè)備和其它原材料的情況下，實現(xiàn)了將濾渣收集回用于聚氯化鋁生產(chǎn)系統(tǒng)，大大降低了聚氯化鋁生產(chǎn)的原料成本，減少了濾渣的排放量，符合節(jié)能減排、循環(huán)經(jīng)濟的環(huán)保理念。
【專利說明】一種聚氯化鋁濾渣再利用工藝

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種聚氯化鋁濾渣再利用工藝。

【背景技術(shù)】
[0002] 聚氯化鋁（PAC)是一種高效無機高分子混凝劑，具有高效、低耗、價廉、方便等優(yōu) 點，它的凈水效果遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過三氯化鐵、硫酸鋁等其它凈水劑。目前聚氯化鋁有多種生產(chǎn)方 法，其中之一是以鋁錠、鋁帶表面酸洗廢液中和處理后的含鋁廢渣作為原材料生產(chǎn)聚氯化 鋁，該方法能大大降低制造成本，并將含鋁廢渣回收利用，但是在該生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生占其 總產(chǎn)量約3?6%的濾渣，若以年產(chǎn)10000噸液體聚氯化鋁產(chǎn)品的生產(chǎn)企業(yè)計，一年須產(chǎn)出 濾渣300?600噸。經(jīng)檢測，濾渣未完全溶出的有效氧化鋁成分占濾渣總量的12?17%， 表明濾渣依然有很高的回收價值。而目前濾渣的處理方式主要通過填埋或是直接用作建筑 材料，造成極大的資源浪費。若能將濾渣進行有效的回收利用，則相當(dāng)于含鋁廢渣的二次利 用，最大限度的減少環(huán)境污染、"變廢為寶"，以達到節(jié)能減排、循環(huán)經(jīng)濟的環(huán)保理念。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，提供了一種聚氯化鋁濾渣再利用工 藝，在不增加工藝設(shè)備和其它原材料的情況下，將濾渣收集回用于聚氯化鋁生產(chǎn)系統(tǒng)，通過 調(diào)控生產(chǎn)過程中工藝參數(shù)、原材料投加配比以及反應(yīng)過程中的鹽基度，有效回收濾渣中的 氧化鋁成分。該工藝簡單易操作，生產(chǎn)投入低，適合工業(yè)化生產(chǎn)，且濾渣有效成分回收率高， 大大降低聚氯化鋁生產(chǎn)的原料成本，且提高產(chǎn)品鹽基度并降低水不溶物的含量，符合節(jié)能 減排、循環(huán)經(jīng)濟的環(huán)保理念。
[0004] 本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：
[0005] -種聚氯化鋁濾渣再利用工藝，將聚氯化鋁生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的濾渣作為部分原料 循環(huán)利用，包括以下步驟：
[0006] 1)在一次反應(yīng)釜內(nèi)邊攪拌邊加入適量水和鹽酸，配制成體積濃度為22?28%的 鹽酸溶液；在常壓常溫條件下加入定量的濾渣，攪拌至濾渣完全溶解為漿料；升溫至55? 85°C，開始投加含鋁廢渣，投加過程中持續(xù)升溫，待含鋁廢渣投加完畢后，料液體系溫度控 制在92?118°C，常壓下反應(yīng)2. 5?5h ;通過調(diào)控鹽酸和濾渣的重量份數(shù)以控制反應(yīng)完成 后料液的鹽基度在27% ±11% ;
[0007] 2)將反應(yīng)后的料液進行液渣分離，得到母液及濾渣；取母液進入二次反應(yīng)釜內(nèi)， 啟動攪拌，補充適量水，開始投加鋁酸鈣粉；投加完畢后調(diào)節(jié)料液密度> I. 20g/ml，然后投 加增效劑溶液，加熱控制溫度在85?125°C，常壓下反應(yīng)2. 5?5h，得到液體聚合氯化鋁； 將產(chǎn)生的濾渣收集回用于步驟1)中繼續(xù)參與反應(yīng)。
[0008] -實施例中：所述步驟2)中得到的液體聚合氯化鋁通過滾筒干燥工藝或噴霧干 燥工藝得到固體聚氯化鋁。
[0009] 一實施例中：所述鹽酸、濾渣、含鋁廢渣、鋁酸鈣粉及增效劑的重量配比如下：鹽 酸170?205份，濾渣30?65份，含鋁廢渣75?120份，鋁酸鈣粉15?40份，增效劑3? 7份。
[0010] 一實施例中：所述鹽酸為總酸度30?32%的工業(yè)鹽酸。
[0011] 一實施例中：所述濾渣中氧化鋁的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10?20%。
[0012] 一實施例中：所述含鋁廢渣為鋁錠、鋁帶表面酸洗廢液中和處理后的含鋁廢渣，其 氧化鋁質(zhì)量分?jǐn)?shù)為13?22 %，水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)為75?85 %，雜質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)< 6%。
[0013] 一實施例中：所述鋁酸鈣粉中酸溶鋁質(zhì)量分?jǐn)?shù)為48?52%，氧化鈣質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 26 ?33%。
[0014] 一實施例中：所述增效劑為氧化鈣或氫氧化鈣，使用時配制成質(zhì)量濃度為18? 42 %的溶液。
[0015] 一實施例中：所述濾渣循環(huán)利用5?7次后，將濾渣作為建筑材料回收。
[0016] 本技術(shù)方案與【背景技術(shù)】相比，它具有如下優(yōu)點：
[0017] 1.本發(fā)明采用濾渣和鋁錠、鋁帶表面酸洗廢液中和處理后的含鋁廢渣作為原料， 不但使聚氯化鋁的制造成本大幅度降低，也可將濾渣和含鋁廢渣回收利用，減少環(huán)境污染； 濾渣作為部分原料回用于生產(chǎn)，充分利用了濾渣中的有效成分，降低了含鋁廢渣和鋁酸鈣 粉的投加比例，減少成本約5?8%，循環(huán)經(jīng)濟。
[0018] 2.生產(chǎn)過程中投加增效劑可使料液酸性降低，加羥基僑聯(lián)提高產(chǎn)品鹽基度，從而 使與產(chǎn)品鹽基度相關(guān)的聚合度、分子電荷量、混凝能力、貯存穩(wěn)定性、PH值和氧化鋁含量等 廣品質(zhì)量指標(biāo)提商層級。
[0019] 3.在不增加工藝設(shè)備和其他原材料的情況下，將濾渣回用于聚氯化鋁的生產(chǎn)。通 過調(diào)控各工藝參數(shù)、投加重量份數(shù)比及利用反應(yīng)過程中的鹽基度，即可將濾渣中的有效成 分回收92%以上。這是發(fā)明人經(jīng)過大量、長時間的研究試驗，最終總結(jié)發(fā)明的技術(shù)。各項工 藝參數(shù)、各原料投加重量份數(shù)以及通過調(diào)整酸和濾渣等各組分加入的重量份數(shù)控制一次反 應(yīng)釜中反應(yīng)后料液的鹽基度，這些都是本發(fā)明濾渣再利用工藝的關(guān)鍵。
[0020] 4.經(jīng)過濾渣的循環(huán)利用，將濾渣中的有效氧化鋁成分進行充分回收和利用，可使 濾渣的排放量減少45?55%，且循環(huán)利用處理后的濾渣具有良好的壓濾性能，可作為助濾 劑加速板框壓濾。
[0021] 5.本發(fā)明制得的產(chǎn)品水不溶物含量較低，使得產(chǎn)品的應(yīng)用范圍更為廣闊。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0022] 下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步說明。
[0023] 圖1為本發(fā)明的聚氯化鋁濾渣再利用工藝的工藝流程圖。
[0024] 附圖標(biāo)記：一次反應(yīng)釜1，液渣分離裝置2,二次反應(yīng)釜3 ;鹽酸A，濾渣B，含鋁廢渣 C，鋁酸鈣粉D，增效劑E，水F，液體聚氯化鋁G，固體聚氯化鋁H。

【具體實施方式】
[0025] 下面通過實施例具體說明本發(fā)明的內(nèi)容：
[0026] 實施例1
[0027] 1)在一次反應(yīng)釜1 (帶有攪拌裝置、利用蒸汽加熱的耐酸反應(yīng)容器）內(nèi)，邊攪拌邊 加入適量水F和工業(yè)鹽酸A 175份，配制成體積濃度為23%的鹽酸溶液；在常壓常溫條件 下加入35份濾渣B，攪拌至濾渣B完全溶解為漿料；升溫至60?80°C，開始投加含鋁廢渣C 110份，投加過程中持續(xù)升溫，待含鋁廢渣C投加完畢后，料液體系溫度控制在95?115°C， 常壓下反應(yīng)3h ;通過調(diào)控鹽酸和濾渣加入的重量份數(shù)以控制反應(yīng)完成后一次反應(yīng)釜中料 液的鹽基度在27% ±10% ;
[0028] 2)將反應(yīng)后的料液通過液漁分離裝置2進行液漁分離,本實施例中為通過板框壓 濾機壓濾得到母液及濾渣B 20份；取母液進入二次反應(yīng)釜3(帶有攪拌裝置、利用蒸汽加熱 的耐酸反應(yīng)容器）內(nèi)，啟動攪拌，補充適量水F，開始投加鋁酸鈣粉D 20份；投加完畢后用 水F調(diào)節(jié)料液密度為I. 26g/ml，然后投加增效劑溶液E6份，加熱控制溫度在90?120°C， 常壓下反應(yīng)3h，得到液體聚合氯化鋁G 430份；將產(chǎn)生的濾渣B收集回用于步驟1)中繼續(xù) 參與反應(yīng)。
[0029] 本實施例之中，所述工業(yè)鹽酸總酸度為31% ;所述濾渣中氧化鋁的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 12?17%;所述含鋁廢渣為鋁錠、鋁帶表面酸洗廢液中和處理后的含鋁廢渣，其氧化鋁質(zhì)量 分?jǐn)?shù)為15?20%，水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)為80%左右，雜質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)< 5% ;所述錯酸I丐粉中酸溶 鋁質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50%，氧化鈣質(zhì)量分?jǐn)?shù)為28?31% ;所述增效劑為氧化鈣或氫氧化鈣，使用 時配制成質(zhì)量濃度為20?40 %的增效劑溶液。
[0030] 實施例2
[0031] 1)在一次反應(yīng)釜1(帶有攪拌裝置、利用蒸汽加熱的耐酸反應(yīng)容器）內(nèi)，邊攪拌邊 加入適量水F和工業(yè)鹽酸A 185份，配制成體積濃度為25%的鹽酸溶液；在常壓常溫條件 下加入45份濾渣B，攪拌至濾渣B完全溶解為漿料；升溫至60?80°C，開始投加含鋁廢渣C 90份，投加過程中持續(xù)升溫，待含鋁廢渣C投加完畢后，料液體系溫度控制在95?115°C， 常壓下反應(yīng)4h ;通過調(diào)控鹽酸和濾渣加入的重量份數(shù)以控制反應(yīng)完成后一次反應(yīng)釜中料 液的鹽基度在27% ±10% ;
[0032] 2)將反應(yīng)后的料液通過板框壓濾機2壓濾進行液渣分離，得到母液及濾渣B25份； 取母液進入二次反應(yīng)釜3 (帶有攪拌裝置、利用蒸汽加熱的耐酸反應(yīng)容器）內(nèi)，啟動攪拌，補 充適量水F，開始投加鋁酸鈣粉D 30份；投加完畢后用水F調(diào)節(jié)料液密度為I. 25g/ml，然后 投加增效劑溶液E 5份，加熱控制溫度在90?120°C，常壓下反應(yīng)3. 5h，得到液體聚合氯化 鋁G 420份；將產(chǎn)生的濾渣B收集回用于步驟1)中繼續(xù)參與反應(yīng)。
[0033] 本實施例之中，所述工業(yè)鹽酸總酸度為31% ;所述濾渣中氧化鋁的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 12?17%;所述含鋁廢渣為鋁錠、鋁帶表面酸洗廢液中和處理后的含鋁廢渣，其氧化鋁質(zhì)量 分?jǐn)?shù)為15?20%，水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)為80%左右，雜質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)< 5% ;所述錯酸I丐粉中酸溶 鋁質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50%，氧化鈣質(zhì)量分?jǐn)?shù)為28?31% ;所述增效劑為氧化鈣或氫氧化鈣，使用 時配制成質(zhì)量濃度為20?40%的增效劑溶液。
[0034] 實施例3
[0035] 1)在一次反應(yīng)釜1 (帶有攪拌裝置、利用蒸汽加熱的耐酸反應(yīng)容器）內(nèi)，邊攪拌邊 加入適量水F和工業(yè)鹽酸A 200份，配制成體積濃度為27%的鹽酸溶液；在常壓常溫條件 下加入60份濾渣B，攪拌至濾渣B完全溶解為漿料；升溫至60?80°C，開始投加含鋁廢渣C 80份，投加過程中持續(xù)升溫，待含鋁廢渣C投加完畢后，料液體系溫度控制在95?115°C， 常壓下反應(yīng)4h ;通過調(diào)控鹽酸和濾渣加入的重量份數(shù)以控制反應(yīng)完成后一次反應(yīng)釜中料 液的鹽基度在27% ±10% ;
[0036] 2)將反應(yīng)后的料液通過板框壓濾機2壓濾進行液渣分離，得到母液及濾渣B30份； 取母液進入二次反應(yīng)釜3 (帶有攪拌裝置、利用蒸汽加熱的耐酸反應(yīng)容器）內(nèi)，啟動攪拌，補 充適量水F，開始投加鋁酸鈣粉D 35份；投加完畢后用水F調(diào)節(jié)料液密度為I. 26g/ml，然后 投加增效劑溶液E 5份，加熱控制溫度在90?120°C，常壓下反應(yīng)3h，得到液體聚合氯化鋁 G 435份；將產(chǎn)生的濾渣B收集回用于步驟1)中繼續(xù)參與反應(yīng)。
[0037] 本實施例之中，所述工業(yè)鹽酸總酸度為31% ;所述濾渣中氧化鋁的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 12?17%;所述含鋁廢渣為鋁錠、鋁帶表面酸洗廢液中和處理后的含鋁廢渣，其氧化鋁質(zhì)量 分?jǐn)?shù)為15?20%，水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)為80%左右，雜質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)< 5% ;所述錯酸I丐粉中酸溶 鋁質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50%，氧化鈣質(zhì)量分?jǐn)?shù)為28?31% ;所述增效劑為氧化鈣或氫氧化鈣，使用 時配制成質(zhì)量濃度為20?40%的增效劑溶液。
[0038] 當(dāng)制取固體產(chǎn)品時，則將合格的液體聚氯化鋁G通過滾筒干燥工藝或噴霧干燥工 藝得到固體聚氯化鋁H，例如，將合格的液體聚氯化鋁通過泵進入液料高位槽，高位槽液體 產(chǎn)品緩慢進入滾筒干燥料槽，通過滾筒干燥器生產(chǎn)固體聚氯化鋁。
[0039] 本發(fā)明制得的聚氯化鋁產(chǎn)品與某采用常規(guī)材料生產(chǎn)的產(chǎn)品及GB15892-2009《生活 飲用水用聚氯化鋁》標(biāo)準(zhǔn)的質(zhì)量指標(biāo)對比如下表：

【權(quán)利要求】
1. 一種聚氯化鋁濾渣再利用工藝，其特征在于：將聚氯化鋁生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的濾渣作 為部分原料循環(huán)利用，包括以下步驟： 1) 在一次反應(yīng)釜內(nèi)邊攪拌邊加入適量水和鹽酸，配制成體積濃度為22?28%的鹽酸 溶液；在常壓常溫條件下加入定量的濾渣，攪拌至濾渣完全溶解為漿料；升溫至55?85°C， 開始投加含鋁廢渣，投加過程中持續(xù)升溫，待含鋁廢渣投加完畢后，料液體系溫度控制在 92?118°C，常壓下反應(yīng)2. 5?5h ;通過調(diào)控鹽酸和濾渣的重量份數(shù)以控制反應(yīng)完成后料 液的鹽基度在27% ±11% ; 2) 將反應(yīng)后的料液進行液渣分離，得到母液及濾渣；取母液進入二次反應(yīng)釜內(nèi)，啟動 攪拌，補充適量水，開始投加鋁酸鈣粉；投加完畢后調(diào)節(jié)料液密度> 1. 20g/ml，然后投加增 效劑溶液，加熱控制溫度在85?125°C，常壓下反應(yīng)2. 5?5h，得到液體聚合氯化鋁；將產(chǎn) 生的濾渣收集回用于步驟1)中繼續(xù)參與反應(yīng)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種聚氯化鋁濾渣再利用工藝，其特征在于：所述步驟2)中 得到的液體聚合氯化鋁通過滾筒干燥工藝或噴霧干燥工藝得到固體聚氯化鋁。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種聚氯化鋁濾渣再利用工藝，其特征在于：所述鹽酸、 濾渣、含鋁廢渣、鋁酸鈣粉及增效劑的重量配比如下：鹽酸170?205份，濾渣30?65份， 含鋁廢渣75?120份，鋁酸鈣粉15?40份，增效劑3?7份。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種聚氯化鋁濾渣再利用工藝，其特征在于：所述鹽酸為總 酸度30?32%的工業(yè)鹽酸。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種聚氯化鋁濾渣再利用工藝，其特征在于：所述濾渣中氧 化鋁的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10?20%。
6. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種聚氯化鋁濾渣再利用工藝，其特征在于：所述含鋁廢渣 為鋁錠、鋁帶表面酸洗廢液中和處理后的含鋁廢渣，其氧化鋁質(zhì)量分?jǐn)?shù)為13?22%，水分 質(zhì)量分?jǐn)?shù)為75?85 %，雜質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)< 6%。
7. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種聚氯化鋁濾渣再利用工藝，其特征在于：所述鋁酸鈣粉 中酸溶鋁質(zhì)量分?jǐn)?shù)為48?52%，氧化鈣質(zhì)量分?jǐn)?shù)為26?33%。
8. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種聚氯化鋁濾渣再利用工藝，其特征在于：所述增效劑為 氧化鈣或氫氧化鈣，使用時配制成質(zhì)量濃度為18?42%的溶液。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種聚氯化鋁濾渣再利用工藝，其特征在于：所述濾渣 循環(huán)利用5?7次后，將濾渣作為建筑材料回收。
【文檔編號】C01F7/56GK104402031SQ201410572881
【公開日】2015年3月11日 申請日期:2014年10月23日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月23日
【發(fā)明者】陳嘉賓, 呂奮勇, 王志巍, 呂奮志 申請人:藍(lán)保(廈門)水處理科技有限公司