專利名稱：用污泥灼燒廢渣制備聚合鋁的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用污泥灼燒廢渣制備聚合鋁的方法，該方法適用于 工業(yè)用水，油田、煉化等工業(yè)污水和城市生活廢水等污水處理場(chǎng)用鋁 鹽絮凝藥劑進(jìn)行凈化處理與污泥濃縮形成的污泥，其經(jīng)焚燒形成的含 鋁廢渣，或經(jīng)熱解處理的殘?jiān)俳?jīng)灼燒脫碳的含鋁廢渣的鋁鹽回收與 再利用。
背景技術(shù)：
聚合鋁又名堿式氯化鋁或羥基氯化鋁。它具有混凝能力強(qiáng)、用量少、 凈水效能高、適應(yīng)能力強(qiáng)的特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于印染、制革、醫(yī)藥、石 油、造紙、化妝品等行業(yè)的工業(yè)用水和廢水處理。其凈水能力比硫酸鋁高8 10倍,凝聚時(shí)形成絮狀物的速度快且顆粒大。聚合鋁是德、曰、 美等國(guó)的科學(xué)家在30年代發(fā)現(xiàn)的一種高效絮凝劑，60年代后期在發(fā)達(dá) 國(guó)家形成規(guī)模生產(chǎn)，70年代產(chǎn)量猛增，被稱為70年代劃時(shí)代的無(wú)機(jī)高 分子絮凝藥劑。我國(guó)從70年代開(kāi)始研制這一產(chǎn)品，受鋁材深加工的影 響，鋁灰收集困難限制了發(fā)展，80年代，各地依其廉價(jià)的鋁礦資源優(yōu) 勢(shì)，采用各不相同的工藝生產(chǎn)聚鋁。目前，國(guó)內(nèi)生產(chǎn)聚合鋁主要以酸溶一步法、酸浸中和兩步法、凝膠 法、熱分解法等為主。常用原料主要有單質(zhì)鋁(鋁錠、鋁灰、鋁屑等各 種鋁加工下腳料)、含鋁礦物(如鋁土礦、粘土、高嶺土、明礬石、煤 矸石等)、鋁鹽化合物(如三氯化鋁、硫酸鋁等)、粉煤灰等。聚合鋁已在工業(yè)用水，油田、煉化等工業(yè)污水和城市生活廢水凈化 處理與污泥濃縮中廣泛使用，屬一次性使用的消耗品，最終隨形成的污泥或其焚燒或熱解處理的廢渣排入環(huán)境。經(jīng)調(diào)査評(píng)價(jià)一般污水處理污泥熱解殘?jiān)匿X(以Al^計(jì))含量可達(dá)20%以上，高者可達(dá)50%至 60%,有較高的鋁含量，若不對(duì)其回收利用，其既浪費(fèi)了鋁資源，同時(shí) 也存在環(huán)境污染。采用污泥灼燒廢渣制備聚合鋁以使其得到一定的利 用，從污水處理場(chǎng)的固廢治理、資源節(jié)約和經(jīng)濟(jì)效益等方面都具有十 分重要的現(xiàn)實(shí)意義。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種用污泥灼燒廢渣制備聚合鋁的方法，解 決含鋁固體廢物無(wú)害化、減量化與資源化問(wèn)題，重點(diǎn)是解決大量鋁鹽 絮凝藥劑用于污水處理后形成的大量污泥及其焚燒或熱解處理廢渣的 無(wú)害化與資源回收利用。本發(fā)明方法是這樣實(shí)現(xiàn)的將污泥灼燒廢渣置于密閉反應(yīng)器中， 按污泥灼燒廢渣中所含的氧化鋁(八1203)與鹽酸的當(dāng)量比為1.0: 1.0 1.5加入濃度為10 30%的鹽酸水溶液，在常溫下攪拌進(jìn)行酸溶反應(yīng)，酸溶反應(yīng)2 10小時(shí)；將形成的固液混合物進(jìn)行固液分離，得含氯化鋁溶液；然后將分離得到的酸液中含氯化鋁(A1C13)重量與氧化鈣的 重量比為1.0: 0.3 0.6加入氧化鈣粉末，在常溫下攪拌進(jìn)行聚合反 應(yīng)，聚合反應(yīng)時(shí)間為2-24小時(shí)，即可得聚合鋁溶液。 具體工藝參數(shù)與條件做如下描述1、 污泥灼燒廢渣是用鋁鹽絮凝藥劑進(jìn)行污水凈化處理與污泥濃縮形成 的污泥，經(jīng)焚燒形成的廢渣，或經(jīng)熱解處理的殘?jiān)俳?jīng)灼燒脫碳的廢渣， 灼燒廢渣的氧化鋁(A1203)含量為10 60%，最佳為30 60%。2、 酸溶反應(yīng)所用酸為鹽酸，鹽酸用量按污泥灼燒廢渣的含氧化鋁與鹽酸的當(dāng)量比最佳為1.0: 1.0 1.2;鹽酸濃度最佳為20 30%;酸溶反應(yīng)時(shí)間最佳為2 5小時(shí)。3、 所述的固液分離采用的是離心分離機(jī)，其中以臥螺式離心分離機(jī)為 最佳。也可以采用沉降方法分離出含氯化鋁溶液。4、 按分離得到的含氯化鋁溶液中所含的氯化鋁重量與氧化鈣的重量比 為1.0: 0.4 0.5;聚合反應(yīng)攪拌時(shí)間為5-10小時(shí)最佳。得聚合鋁溶液。本發(fā)明的有益效果是用污泥灼燒廢渣制備聚合鋁的方法用于油田、煉化、城市工業(yè)和生活廢水等污水處理場(chǎng)用鋁鹽絮凝藥劑進(jìn)行凈 化處理與污泥濃縮形成的污泥，其經(jīng)焚燒形成的含鋁廢渣，或經(jīng)熱解 處理的殘?jiān)俳?jīng)灼燒脫碳的含鋁廢渣的資源化處理，可實(shí)現(xiàn)污水處理 過(guò)程投加的鋁鹽絮凝藥劑的回收循環(huán)利用，減少污染物排放和鋁資源 消耗，有利于污水處理系統(tǒng)清潔生產(chǎn)和資源節(jié)約。


圖1是本發(fā)明用污泥灼燒廢渣制備聚合鋁的方法的工藝流程圖。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1:參閱圖1。1. 稱取228g油田污水污泥灼燒廢渣，污泥灼燒廢渣中的氧化鋁 (A1203)含量為30%。2. 按污泥灼燒廢渣中所含的氧化鋁與鹽酸的當(dāng)量比1: 1.17，在 2L錐形瓶?jī)?nèi)加入濃度為30%的鹽酸水溶液508ml,在磁力攪拌下緩慢加 入上述灼燒廢渣，加完后密閉攪拌2小時(shí)30分鐘后，采用臥螺式離心 分離機(jī)分離出含氯化鋁(A1C13)溶液；3. 在強(qiáng)力攪拌的條件下，按含氯化鋁溶液中所含的氯化鋁(A1C13) 與氧化鈣的重量比為l: 0.52，向離心分離出的含鋁酸液中緩慢加入氧 化鈣粉末60g，攪拌3小時(shí)，得到液體產(chǎn)品聚合鋁，其鋁(按AL03計(jì)) 含量為10. 52%,鹽基度為61. 24%。實(shí)施例2:參閱圖1。1. 稱取450g煉油污水污泥灼燒廢渣，污泥灼燒廢渣中含的氧化鋁 (A1203)為45%。2. 按污泥灼燒廢渣中所含的氧化鋁與鹽酸的當(dāng)量比1: 1.08，在 2L錐形瓶加入濃度為加入30%的鹽酸水溶液1383ml，在磁力攪拌下緩 慢加入上述焙燒殘?jiān)油旰竺荛]攪拌3小時(shí)后，采用離心沉降方法 分離出含氯化鋁(A1C10溶液；3.在強(qiáng)力攪拌的條件下，按含氯化鋁溶液中所含氯化鋁與氧化鈣 的重量比為l: 0.43，向離心分離出的含氯化鋁酸液中緩慢加入氧化鈣 粉末140g，攪拌3小時(shí)，得到液體產(chǎn)品聚合鋁，其鋁(按AL03計(jì))含 量為10. 34%，鹽基度為69. 82%。
權(quán)利要求
1、一種用污泥灼燒廢渣制備聚合鋁的方法，其特征在于將污泥灼燒廢渣作如下處理A、將污泥灼燒廢渣置于密閉反應(yīng)器中，按污泥灼燒廢渣中所含的氧化鋁與鹽酸的當(dāng)量比為1.0∶1.0～1.5，加入濃度為10～30％的鹽酸水溶液，在常溫下攪拌進(jìn)行酸溶反應(yīng)，酸溶反應(yīng)2～10小時(shí)；B、將形成的固液混合物進(jìn)行固液分離，得含氯化鋁溶液；C、按分離得到的含氯化鋁溶液中所含的氯化鋁重量與氧化鈣的重量比為1.0∶0.3～0.6加入氧化鈣粉末，在常溫下攪拌進(jìn)行聚合反應(yīng)，聚合反應(yīng)時(shí)間為2-24小時(shí)，得聚合鋁溶液。
2、 據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用污泥灼燒廢渣制備聚合鋁的方法，其特 征在于污泥灼燒廢渣的氧化鋁含量為10-60%。
3、 據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用污泥灼燒廢渣制備聚合鋁的方法，其特 征在于污泥灼燒廢渣的氧化鋁含量為30-60%。
4、 據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的一種用污泥灼燒廢渣制備聚合鋁的方 法，其特征在于酸溶反應(yīng)所用酸為鹽酸，鹽酸用量按污泥灼燒廢渣含的氧化鋁與鹽酸的當(dāng)量比為1.0: 1.0 1.2;鹽酸濃度為20-30%;酸溶反應(yīng)時(shí)間為2-5小時(shí)。
5、 據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用污泥灼燒廢渣制備聚合鋁的方法，其特征在于所述的固液分離為離心分離，使用的分離設(shè)備是臥螺式離心分離機(jī)。
6、 據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用污泥灼燒廢渣制備聚合鋁的方法，其特 征在于聚合反應(yīng)加入的氧化鈣粉末量，按含氯化鋁溶液中所含的氯化鋁 重量與氧化鈣的重量比為1. 0:0. 4 0. 5;聚合反應(yīng)攪拌時(shí)間為5-10小時(shí)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用污泥灼燒廢渣制備聚合鋁的方法，將污泥灼燒廢渣按所含氧化鋁與鹽酸的當(dāng)量比為1.0∶1.0～1.5加入濃度為10～30％的鹽酸，在常溫下攪拌酸溶反應(yīng)2～10小時(shí)進(jìn)行固液分離；將分離得到的含氯化鋁酸液，按其中所含氯化鋁與氧化鈣的重量比為1.0∶0.3～0.6加入氧化鈣粉末，在常溫下攪拌反應(yīng)2-24小時(shí)，即可得聚合鋁溶液。將本發(fā)明用于污水處理的鋁鹽絮凝藥劑形成的污泥熱解及焚燒廢渣資源化處理，可實(shí)現(xiàn)污水處理過(guò)程投加的鋁鹽絮凝藥劑的回收與循環(huán)利用，減少污染物排放和鋁資源消耗，有利于污水處理系統(tǒng)清潔生產(chǎn)和資源節(jié)約。
文檔編號(hào)C01F7/00GK101306827SQ20081011474
公開(kāi)日2008年11月19日 申請(qǐng)日期2008年6月11日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月11日
發(fā)明者何銀花, 穎 劉, 杜衛(wèi)東, 王萬(wàn)福 申請(qǐng)人:中國(guó)石油天然氣股份有限公司