一種聚合雙酸鋁鐵濾渣再利用工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種聚合雙酸鋁鐵濾渣再利用工藝，在一次反應(yīng)釜內(nèi)加入水、鹽酸、硫酸，加入濾渣攪拌至完全溶解；加入含鐵三水鋁土礦粉，93～115℃下反應(yīng)2～5h；通過調(diào)控鹽酸、硫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19％±7％；將反應(yīng)后的料液液渣分離，取母液加入適量水，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℃常壓下反應(yīng)3～5h，得到液體聚合雙酸鋁鐵；將產(chǎn)生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合雙酸鋁鐵生產(chǎn)，大大降低了聚合雙酸鋁鐵的生產(chǎn)成本，減少了濾渣的排放量，循環(huán)經(jīng)濟(jì)。
【專利說明】一種聚合雙酸鋁鐵濾渣再利用工藝

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種聚合雙酸鋁鐵濾渣再利用工藝。

【背景技術(shù)】
[0002] 聚合雙酸鋁鐵是一種新型高效凈水劑，集鋁鹽系和鐵鹽系高效凈水劑的優(yōu)點(diǎn)于一 體，是一種高效、快速、低耗、無毒、安全的無機(jī)高效凈水劑。然而在以含鐵三水鋁土礦粉為 主要原材料生產(chǎn)聚合雙酸鋁鐵的過程中，會產(chǎn)生占其總產(chǎn)量約6?9%的濾渣，若以年產(chǎn) 10000噸液體聚合雙酸鋁鐵產(chǎn)品的生產(chǎn)企業(yè)計，一年須產(chǎn)出濾渣600?900噸。經(jīng)檢測，濾 渣未完全溶出的有效氧化鐵成分占濾渣總量的15?20%，未完全溶出的有效氧化鋁成分 占濾渣總量的20?30%，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(fèi)。若能將濾渣進(jìn)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(dá)到節(jié)能減排、循 環(huán)經(jīng)濟(jì)的環(huán)保理念，是當(dāng)前急需攻克的重大難題。


【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，提供了一種聚合雙酸鋁鐵濾渣再利 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合雙酸鋁鐵生產(chǎn)， 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，最大限度地回 收濾渣中的有效氧化鐵和氧化鋁成分，以達(dá)到資源化利用。該工藝簡單易操作，制得的聚合 雙酸鋁鐵產(chǎn)品鹽基度高，設(shè)備投入低，適合工業(yè)化生產(chǎn)，且濾渣有效成分回收率高，大大降 低聚合雙酸鋁鐵的生產(chǎn)成本，循環(huán)經(jīng)濟(jì)。
[0004] 本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：
[0005] -種聚合雙酸鋁鐵濾渣再利用工藝，將聚合雙酸鋁鐵生產(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)加入適量水，啟動攪拌，在常壓條件下依次加入鹽酸和硫酸，力口 入濾渣，攪拌至濾渣完全溶解為漿料；加入含鐵三水鋁土礦粉，升溫至93?115°C，在常壓 下保溫反應(yīng)2?5h ;通過調(diào)控鹽酸、硫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 19% ±7% ;
[0007] 2)將反應(yīng)后的料液進(jìn)行液渣分離，得到母液及濾渣；取母液加入到二次反應(yīng) 釜中，啟動攪拌，適量補(bǔ)充水，開始投加鋁酸鈣粉；鋁酸鈣粉投加完畢后，調(diào)節(jié)料液密度 彡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)3?5h，得到 液體聚合雙酸鋁鐵；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)中得到的液體聚合雙酸鋁鐵通過滾筒干燥工藝或噴霧 干燥工藝得到固體聚合雙酸鋁鐵。
[0009] -實施例中：所述鹽酸、硫酸、濾渣、含鐵三水鋁土礦粉、鋁酸鈣粉及增效劑的重量 配比如下：鹽酸105?155份，硫酸3?14份，濾渣15?35份，含鐵三水鋁土礦粉20?45 份，鋁酸鈣粉35?65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：所述硫酸為質(zhì)量分?jǐn)?shù)97?99%的工業(yè)硫酸。
[0012] 一實施例中：所述濾渣中氧化鋁質(zhì)量分?jǐn)?shù)為18?32%，氧化鐵質(zhì)量分?jǐn)?shù)為13? 22%。
[0013] 一實施例中：所述含鐵三水鋁土礦粉中氧化鋁質(zhì)量分?jǐn)?shù)為38?47%，氧化鐵質(zhì)量 分?jǐn)?shù)為18?27%。
[0014] 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%。
[0015] 一實施例中：所述增效劑為水玻璃或鋁硅酸鈉，使用時配制成18?42 %質(zhì)量濃度 的溶液。
[0016] 一實施例中：所述濾渣循環(huán)利用利用5?7次后，將濾渣作為建筑材料回收。 [0017] 本技術(shù)方案與【背景技術(shù)】相比，它具有如下優(yōu)點(diǎn)：
[0018] 1.采用硫酸和鹽酸雙酸溶解的方式進(jìn)行提取濾渣和含鐵三水鋁土礦粉中的鋁、鐵 離子，并與鋁酸鈣粉進(jìn)行聚合反應(yīng)生成聚合雙酸鋁鐵，不但各原料成本較低而且技術(shù)工藝 也較為簡單，且在聚合反應(yīng)時加入增效劑，可提高產(chǎn)品的鹽基度。本發(fā)明制得的產(chǎn)品有效將 鋁、鐵離子有機(jī)合成，集鋁鹽凈水劑和鐵鹽凈水劑優(yōu)點(diǎn)于一體，形成主要成分含量互補(bǔ)，有 效降低產(chǎn)品應(yīng)用于飲用水處理時出水的殘余鋁離子，更好的保證人體健康。
[0019] 2.在不增加工藝設(shè)備和其他原材料的情況下，將濾渣回用于高效凈水劑聚合雙酸 鋁鐵的生產(chǎn)。通過調(diào)控工藝具體反應(yīng)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96%以上。這是本發(fā)明 申請人: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)明回收利用濾渣的 關(guān)鍵。
[0020] 3.經(jīng)過將濾渣中夾帶的液體產(chǎn)品和未溶出的有效氧化鐵和氧化鋁成分的資源化 回收，可使濾渣的排放量減少50?60%。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。所得產(chǎn)品亦完全符合現(xiàn)行的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)。
[0021] 4.將生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的濾渣作為部分原料回用于聚合雙酸鋁鐵的生產(chǎn)，充分利用 了濾渣中的有效成分，有效降低了原材料含鐵三水鋁土礦粉、鋁酸鈣粉投加比例，降低成本 約7?12%。

【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(jìn)一步說明。
[0023] 圖1為本發(fā)明的聚合雙酸鋁鐵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，硫酸B，濾渣C，含 鐵三水鋁土礦粉D，鋁酸鈣粉E，增效劑F，水G，液體聚氯化鋁H，固體聚氯化鋁J。

【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I
[0027] 1)在一次反應(yīng)釜1(帶有攪拌裝置的搪瓷反應(yīng)釜）內(nèi)加入適量水G，啟動攪拌，在 常壓條件下依次加入31%鹽酸A 120份和98%硫酸B 6份；加入濾渣C 20份，攪拌至濾渣 C完全溶解為漿料；加入含鐵三水鋁土礦粉D 30份，升溫至95?IKTC，在常壓下保溫反應(yīng) 3h，取樣檢測；通過調(diào)控鹽酸、硫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19% ±6% ;
[0028] 2)將反應(yīng)后的料液通過液漁分離裝置2進(jìn)行液漁分離,本實施例中為通過板框壓 濾機(jī)壓濾得到母液及濾渣C 25份；取母液加入到二次反應(yīng)釜3 (利用蒸汽加熱的耐酸聚合 反應(yīng)容器）中，啟動攪拌，適量補(bǔ)充水G，開始投加鋁酸鈣粉E 55份，通過反應(yīng)自熱提升料液 溫度；鋁酸鈣粉E投加完畢后，用水G調(diào)節(jié)料液密度至I. 24g/ml，然后投加增效劑溶液F 5 份，加熱控制溫度在90?120°C，常壓下反應(yīng)3. 5h，得到液體聚合雙酸鋁鐵H 250份，經(jīng)檢 測，得到的聚合雙酸鋁鐵符合Q/XMLB 001-2013標(biāo)準(zhǔn)要求；將產(chǎn)生的濾渣C收集回用于步驟 1)中繼續(xù)參與反應(yīng)。
[0029] 本實施例之中，所述鹽酸為總酸度31 %的工業(yè)鹽酸；所述硫酸為質(zhì)量分?jǐn)?shù)98%的 工業(yè)硫酸；所述濾渣中氧化鋁質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20?30%，氧化鐵質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15?20%;所述含 鐵三水鋁土礦粉中氧化鋁質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40?45%，氧化鐵質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20?25% ;所述鋁酸 鈣粉中酸溶鋁質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50%，氧化鈣質(zhì)量分?jǐn)?shù)為28?31 %;所述增效劑為水玻璃或鋁硅 酸鈉，使用時配制成20?40 %質(zhì)量濃度的增效劑溶液。
[0030] 實施例2
[0031] 1)在一次反應(yīng)釜1(帶有攪拌裝置的搪瓷反應(yīng)釜）內(nèi)加入適量水G，啟動攪拌，在 常壓條件下依次加入31%鹽酸A 150份和98%硫酸B 5份；加入濾渣C 30份，攪拌至濾渣 C完全溶解為漿料；加入含鐵三水鋁土礦粉D 40份，升溫至95?IKTC，在常壓下保溫反應(yīng) 4h，取樣檢測；通過調(diào)控鹽酸、硫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19% ±6% ;
[0032] 2)將反應(yīng)后的料液通過板框壓濾機(jī)2進(jìn)行液渣分離，得到母液及濾渣C 25份；取 母液加入到二次反應(yīng)釜3 (利用蒸汽加熱的耐酸聚合反應(yīng)容器）中，啟動攪拌，適量補(bǔ)充水 G，開始投加鋁酸鈣粉E 40份，通過反應(yīng)自熱提升料液溫度；鋁酸鈣粉E投加完畢后，用水 G調(diào)節(jié)料液密度至I. 23g/ml，然后投加增效劑溶液F 6份，加熱控制溫度在90?120°C，常 壓下反應(yīng)4h，得到液體聚合雙酸鋁鐵H 290份，經(jīng)檢測，得到的聚合雙酸鋁鐵符合Q/XMLB 001-2013標(biāo)準(zhǔn)要求；將產(chǎn)生的濾渣C收集回用于步驟1)中繼續(xù)參與反應(yīng)。
[0033] 本實施例之中，所述鹽酸為總酸度31 %的工業(yè)鹽酸；所述硫酸為質(zhì)量分?jǐn)?shù)98%的 工業(yè)硫酸；所述濾渣中氧化鋁質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20?30%，氧化鐵質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15?20%;所述含 鐵三水鋁土礦粉中氧化鋁質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40?45%，氧化鐵質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20?25% ;所述鋁酸 鈣粉中酸溶鋁質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50%，氧化鈣質(zhì)量分?jǐn)?shù)為28?31%;所述增效劑為水玻璃或鋁硅 酸鈉，使用時配制成20?40 %質(zhì)量濃度的增效劑溶液。
[0034] 實施例3
[0035] 1)在一次反應(yīng)釜1(帶有攪拌裝置的搪瓷反應(yīng)釜）內(nèi)加入適量水G，啟動攪拌，在 常壓條件下依次加入31%鹽酸A 110份和98%硫酸B 12份；加入濾渣C 25份，攪拌至濾渣 C完全溶解為漿料；加入含鐵三水鋁土礦粉D 25份，升溫至95?IKTC，在常壓下保溫反應(yīng) 3. 5h，取樣檢測；通過調(diào)控鹽酸、硫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19% ±6% ;
[0036] 2)將反應(yīng)后的料液通過板框壓濾機(jī)2進(jìn)行液渣分離，得到母液及濾渣C 25份；取 母液加入到二次反應(yīng)釜3 (利用蒸汽加熱的耐酸聚合反應(yīng)容器）中，啟動攪拌，適量補(bǔ)充水 G，開始投加鋁酸鈣粉E 60份，通過反應(yīng)自熱提升料液溫度；鋁酸鈣粉E投加完畢后，用水 G調(diào)節(jié)料液密度至I. 26g/ml，然后投加增效劑溶液F 5份，加熱控制溫度在90?120°C，常 壓下反應(yīng)4h，得到液體聚合雙酸鋁鐵H 255份，經(jīng)檢測，得到的聚合雙酸鋁鐵符合Q/XMLB 001-2013標(biāo)準(zhǔn)要求；將產(chǎn)生的濾渣C收集回用于步驟1)中繼續(xù)參與反應(yīng)。
[0037] 本實施例之中，所述鹽酸為總酸度31 %的工業(yè)鹽酸；所述硫酸為質(zhì)量分?jǐn)?shù)98%的 工業(yè)硫酸；所述濾渣中氧化鋁質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20?30%，氧化鐵質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15?20 %;所述含 鐵三水鋁土礦粉中氧化鋁質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40?45%，氧化鐵質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20?25% ;所述鋁酸 鈣粉中酸溶鋁質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50%，氧化鈣質(zhì)量分?jǐn)?shù)為28?31%;所述增效劑為水玻璃或鋁硅 酸鈉，使用時配制成20?40 %質(zhì)量濃度的增效劑溶液。
[0038] 當(dāng)制取固體產(chǎn)品時，則將合格的液體聚合雙酸鋁鐵H通過滾筒干燥工藝或噴霧干 燥工藝得到固體聚合雙酸鋁鐵J，例如，將合格的液體聚合雙酸鋁鐵通過泵進(jìn)入液料高位 槽，高位槽液體產(chǎn)品緩慢進(jìn)入滾筒干燥料槽，通過滾筒干燥器生產(chǎn)固體聚合雙酸鋁鐵。
[0039] 本發(fā)明制得的液體聚合雙酸鋁鐵在20°C時的相對密度為1. 20?I. 25g/ml，氧 化鋁重量百分含量彡10%，氧化鐵重量百分比含量1.5?3.0%，鹽基度> 85. 0%，pH值 3. 5?5. 0,水不溶物含量< 0. 1 %。
[0040] 本發(fā)明制得的固體聚合雙酸鋁鐵中氧化鋁重量百分含量>28%，氧化鐵重量百分 比含量4. 0?8. 0%，鹽基度> 85. 0%，pH值3. 5?5. 0,水不溶物含量< 0. 25%。
[0041] 將本發(fā)明制備的聚合雙酸鋁鐵（液體）1#和聚合雙酸鋁鐵（固體）2#，傳統(tǒng)凈水 劑聚氯化鋁（液體）3#和聚氯化鋁（固體）4#，以及不使用濾渣生產(chǎn)的聚合雙酸鋁鐵（液 體）5#和聚合雙酸鋁鐵（固體）6#，在廈門某水廠通過六聯(lián)攪拌儀器進(jìn)行混凝對比試驗（取 各藥劑最佳投加量檢測出水水質(zhì)），結(jié)果如下表：

【權(quán)利要求】
1. 一種聚合雙酸鋁鐵濾渣再利用工藝，其特征在于：將聚合雙酸鋁鐵生產(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)加入適量水，啟動攪拌，在常壓條件下依次加入鹽酸和硫酸，加入濾 渣，攪拌至濾渣完全溶解為漿料；加入含鐵三水鋁土礦粉，升溫至93?115°C，在常壓下保 溫反應(yīng)2?5h ;通過調(diào)控鹽酸、硫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 19% ±7% ; 2) 將反應(yīng)后的料液進(jìn)行液渣分離，得到母液及濾渣；取母液加入到二次反應(yīng)釜中，啟 動攪拌，適量補(bǔ)充水，開始投加鋁酸鈣粉；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)3?5h，得到液體聚合 雙酸鋁鐵；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所述的一種聚合雙酸鋁鐵濾渣再利用工藝，其特征在于：所述步驟 2)中得到的液體聚合雙酸鋁鐵通過滾筒干燥工藝或噴霧干燥工藝得到固體聚合雙酸鋁鐵。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種聚合雙酸鋁鐵濾渣再利用工藝，其特征在于：所述 鹽酸、硫酸、濾渣、含鐵三水鋁土礦粉、鋁酸鈣粉及增效劑的重量配比如下：鹽酸105?155 份，硫酸3?14份，濾渣15?35份，含鐵三水鋁土礦粉20?45份，鋁酸鈣粉35?65份， 增效劑3?7份。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種聚合雙酸鋁鐵濾渣再利用工藝，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所述的一種聚合雙酸鋁鐵濾渣再利用工藝，其特征在于：所述硫酸 為質(zhì)量分?jǐn)?shù)97?99%的工業(yè)硫酸。
6. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種聚合雙酸鋁鐵濾渣再利用工藝，其特征在于：所述濾渣 中氧化鋁質(zhì)量分?jǐn)?shù)為18?32%，氧化鐵質(zhì)量分?jǐn)?shù)為13?22%。
7. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種聚合雙酸鋁鐵濾渣再利用工藝，其特征在于：所述含鐵 三水鋁土礦粉中氧化鋁質(zhì)量分?jǐn)?shù)為38?47%，氧化鐵質(zhì)量分?jǐn)?shù)為18?27%。
8. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種聚合雙酸鋁鐵濾渣再利用工藝，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%。
9. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種聚合雙酸鋁鐵濾渣再利用工藝，其特征在于：所述增效 劑為水玻璃或鋁硅酸鈉，使用時配制成18?42%質(zhì)量濃度的溶液。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種聚合雙酸鋁鐵濾渣再利用工藝，其特征在于：所述 濾渣循環(huán)利用利用5?7次后，將濾渣作為建筑材料回收。
【文檔編號】C01G49/00GK104402058SQ201410571361
【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