專利名稱：鋁廠廢棄物的綜合利用方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬環(huán)保領(lǐng)域，特別是涉及一種鋁廠廢棄物的綜合利用方法。
長期以來，普通鋁廠在生產(chǎn)精煉鋁及鋁型材加工過程中，都產(chǎn)生了大量的廢渣、廢酸和廢堿。其中廢渣是在高溫精煉鋁過程中產(chǎn)生的，是含有部分鋁屑、氮化鋁和碳化鋁等雜質(zhì)的α-氧化鋁，遇水會不斷產(chǎn)生難聞的氫氧化銨和乙炔，棄之荒野，不但會破壞土壤，而且會嚴重污染大氣。而廢酸是含有少量硫酸鋁的硫酸溶液，廢堿是含有少量鋁酸鈉的氫氧化鈉溶液，這些強酸強堿溶液常年肆意排放，將造成河流污染，影響沿岸居民的飲水安全。
本發(fā)明的目的在于公開一種采用鋁廠的廢渣、廢酸、廢堿為原料制備硫酸鋁銨、硫酸鋁、鋁酸鈉、氫氧化鋁等化工產(chǎn)品的方法。該方法既徹底解決了廢渣堆放造成的污染，又消除了廢酸、廢堿排放的污染問題，是一種綜合利用、變廢為寶的環(huán)境保護技術(shù)。本方法所制備的化工產(chǎn)品都有極其廣闊用途，其中，硫酸鋁銨主要用于毛皮鞣制，發(fā)酵劑的添加劑方面，作為生產(chǎn)高純超細氧化鋁原料具有較大的重要性。鋁酸納主要用于飲用水和工業(yè)用水的處理，大量用于造紙工業(yè)，在紡織、印染、橡膠、陶瓷、制藥、油墨、油漆、電鍍和鑄造等許多方面也有廣泛應用。氫氧化鋁主要用于作催化劑載體與活性氧化鋁生產(chǎn)各種鋁鹽以及干燥劑，飲用水除氟劑的原料，還廣泛用作阻燃劑。硫酸鋁主要用于凈水與造紙，還用作鞣革劑、媒染劑、澄清劑、除臭脫色劑、催化劑、藥品增效劑、滅火與防火材料等。所以，本發(fā)明對提高鋁廠經(jīng)濟效益也具有十分重要意義。
目前，以鋁廠的廢渣、廢酸和廢堿為原料制備硫酸鋁等化工產(chǎn)品的技術(shù)開發(fā)方面，國內(nèi)開展的極少，國際上也不多見。只有Aranovskio.A，A.等對鋁廠還原焙燒爐電收塵器中的煙塵生產(chǎn)硫酸鋁的方法進行過研究。日本特開昭53-29298和54-157792分別介紹了利用鋁材電化學表面處理回收的廢酸廢堿中和生成的氫氧化鋁淤泥與廢酸制備硫酸鋁的工藝。國內(nèi)部分產(chǎn)家也采用類似的工藝生產(chǎn)硫酸鋁，該工藝卻存在著酸堿中和產(chǎn)生的硫酸鈉排放造成的二次污染問題。而對鋁廠中廢渣，廢酸，廢堿進行綜合利用研究尚未見到有關(guān)文獻報道。
硫酸鋁銨的制備工藝是將1500-1800克廢酸濃縮至15％左右，在80-100℃下與600克廢渣進行反應，反應結(jié)束后廢渣中的氮化鋁與硫酸反應生成了硫酸鋁銨，廢渣中的鋁屑和碳化鋁與硫酸反應生成了硫酸鋁。產(chǎn)液經(jīng)冷卻、過濾、將濾渣存放待用，濾液靜置數(shù)天后，因硫酸鋁銨溶解度低即先結(jié)晶析出，晶體即為硫酸鋁銨，殘液即為硫酸鋁溶液，再經(jīng)濃縮、冷卻、結(jié)晶、過濾后，晶體即為硫酸鋁。
而鋁酸納等的制備是將1800-3500克廢堿濃縮至25％左右，加入250克上述生成硫酸鋁銨后的濾渣，在200-400℃溫度下堿處理2-8小時，最佳為260-300℃溫度下堿處理3-5小時后，經(jīng)冷卻、過濾，濾液即為鋁酸納溶液，精制后即為鋁酸鈉產(chǎn)品。而后，在不斷攪拌下慢慢將2500-3100克濃度約1摩爾的廢硫酸注入900克上述生成的鋁酸鈉溶液中，中和至生成白色絮狀沉淀止，鋁酸鈉與硫酸反應生成了白色沉淀，過濾后，濾餅經(jīng)洗滌，烘干后即為白色的氫氧化鋁產(chǎn)品。將1500-2000克廢硫酸濃縮至30％左右，加入100克上述生成氫氧化鋁，攪拌溶解后，經(jīng)濃縮、過濾、冷卻、結(jié)晶、晶體即為硫酸鋁。濾渣經(jīng)堿熱處理后，廢渣的有效利用率高達85％以上。廢酸、廢堿都全部得到了利用。
本發(fā)明有如下突出的優(yōu)點；1)廢渣經(jīng)廢酸和廢堿熱處理后利用率高達85％以上，基本解決了廢渣堆放造成的污染問題。2)廢酸廢堿的利用率都達到100％，消除了廢酸廢堿排放造成的污染。3)利用廢棄物生產(chǎn)出硫酸鋁銨、鋁酸納、氫氧化鋁、硫酸鋁等重要化工產(chǎn)品，是一種變廢為寶的環(huán)保開發(fā)技術(shù)。4)工藝簡單、投資省、見效快、有明顯經(jīng)濟效益，適于推廣應用。
鋁廠廢渣廢酸廢堿的綜合利用方法，是全面地對鋁廠的廢棄物進行綜合利用，是改善鋁廠周圍環(huán)境，提高鋁廠經(jīng)濟效益的十分有效的根本性措施，有較高的推廣應用價值。
實施例1將1800克廢硫酸濃縮至15％左右，置于反應器中，在90-100℃下，慢慢加入600克廢渣，攪拌反應7小時后，冷卻、過濾，濾渣待用，濾液稍加濃縮后，靜置數(shù)天，硫酸鋁銨即慢慢結(jié)晶析出，晶體即為硫酸鋁銨產(chǎn)品，產(chǎn)液即為硫酸鋁溶液。
實施例2將6000克廢堿濃縮至25％左右，置于反應器中，加入400克上述濾渣，攪拌均勻后，在300℃下加熱5小時，冷卻后，過濾，濾液即為鋁酸鈉溶液，經(jīng)濃縮，冷卻固化后即為鋁酸鈉產(chǎn)品。
實施例3將3000克廢硫酸在不斷攪拌下加到1000克上述鋁酸鈉溶液中，生成的白色沉淀，經(jīng)過濾、洗滌，干燥后即為氫氧化鋁產(chǎn)品。
實施例4將2000克廢硫酸濃縮至30％左右，置于反應器中，在80-100℃下，加入100克上述生成氫氧化鋁，攪拌溶解后，經(jīng)濃縮、過濾、冷卻、結(jié)晶、即生成硫酸鋁。
權(quán)利要求
1.鋁廠廢棄物的綜合利用方法，其特征在于(1)將1500-1800克廢酸濃縮至15％左右，置于反應器中，加熱至80-100℃，加入600克左右廢渣進行反應，即可生成硫酸鋁銨和部分硫酸鋁；(2)將1800-3500克廢堿濃縮至25％左右，置于反應器中，加入250克左右上述生成硫酸鋁銨后的濾渣，在200-400℃溫度下堿處理2-8小時后即成鋁酸納；(3)將900克上述生成的鋁酸鈉溶液，用2500-3100克濃度約1摩爾的廢硫酸中和至生成白色絮狀沉淀止，經(jīng)過濾、洗滌、干燥后即為氫氧化鋁；(4)將1500-2000克廢硫酸濃縮至30％左右，置于反應器中，加入100克上述生成氫氧化鋁，攪拌溶解后，經(jīng)濃縮、過濾、冷卻、結(jié)晶、晶體即為硫酸鋁。
2.如權(quán)利要求1所述鋁廠廢棄物的的綜合利用方法，其特征在于濾渣的堿處理溫度為260-300℃。
3.如權(quán)利要求1所述鋁廠廢棄物的的綜合利用方法，其特征在于濾渣堿熱處理時，廢渣廢堿的重量比約為0.5-1。
4.如權(quán)利要求1所述的綜合利用方法，其特征在于濾渣的堿熱處理時間為為3-5小時。
全文摘要
一種鋁廠廢棄物的綜合利用方法,是以鋁廠精煉鋁過程回收的廢渣和鋁型材表面電化學處理產(chǎn)生的廢硫酸,廢氫氧化鈉為原料,制備用途十分廣泛的硫酸鋁銨,硫酸鋁,鋁酸鈉和氫氧化鋁等化工產(chǎn)品。本發(fā)明既消除了鋁廠廢渣堆放造成的污染,又解決了廢酸,廢堿排放污染問題,是一種變廢為寶的環(huán)保開發(fā)技術(shù)。對保護環(huán)境,提高經(jīng)濟效益具有重要的意義。
文檔編號C22B7/04GK1350065SQ0013076
公開日2002年5月22日 申請日期2000年10月19日 優(yōu)先權(quán)日2000年10月19日
發(fā)明者黃當睦, 蘭花水, 陳彰明, 林文焰, 何燕芬, 陳福星 申請人:中國科學院福建物質(zhì)結(jié)構(gòu)研究所