本發(fā)明涉及電極箔腐蝕廢硫酸的回收利用方法，特別涉及一種利用電極箔腐蝕廢硫酸生產(chǎn)聚硫酸鋁的方法。

背景技術(shù)：

目前，電極箔生產(chǎn)的腐蝕擴(kuò)孔工藝中有較多的廢酸產(chǎn)出，其中：硫酸為28%，Al3+為0.8%，鹽酸和硝酸為1%，密度為1140kg/m3，常溫，無(wú)色。電極箔腐蝕廢硫酸的回收處理工藝為：廢酸—離子交換樹(shù)脂—加石灰調(diào)節(jié)pH—沉淀—排放。該工藝雖然通過(guò)樹(shù)脂能吸附部分硫酸，但經(jīng)水沖洗后硫酸的濃度不到20%，低于腐蝕工藝需要的硫酸濃度，且其中的鋁離子濃度超標(biāo)，回用時(shí)不僅要加濃硫酸，還要考慮鋁離子濃度對(duì)腐蝕工藝的影響，造成部分回收酸不能回用；另一方面加石灰沉淀工序產(chǎn)生大量的石膏固體廢物，須送到固體廢物處理中心處理，費(fèi)用較高，同時(shí)每天仍需排放大量的廢水，資源浪費(fèi)。

專利CN102079512A公開(kāi)了從硫酸法制備鈦白粉的廢酸中回收硫酸和硫酸鹽的工藝，通過(guò)采用三次蒸發(fā)三次冷凝，對(duì)每次蒸發(fā)出蒸汽的熱能沒(méi)有利用，能耗大；用隔膜壓濾機(jī)進(jìn)行過(guò)濾，由于硫酸鋁膠體在壓濾過(guò)程中已形成致密的過(guò)濾層，影響過(guò)濾速度，且不易進(jìn)行連續(xù)操作，而且廢棄的材料中也沒(méi)有回收出別的物質(zhì)。

專利CN103935966A公開(kāi)了一種電極箔腐蝕廢硫酸的回收處理工藝，其通過(guò)預(yù)熱、三效蒸發(fā)、冷卻、冷凝結(jié)晶、離心分離、干燥來(lái)回收其中的硫酸，工藝流程長(zhǎng)，生產(chǎn)效率低，另外三效蒸發(fā)器設(shè)備投資大，工藝經(jīng)濟(jì)性差。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種利用電極箔腐蝕廢硫酸生產(chǎn)聚硫酸鋁的方法，該方法具有反應(yīng)速度快、反應(yīng)轉(zhuǎn)化率高、能耗低、產(chǎn)品聚硫酸鋁質(zhì)量高的優(yōu)點(diǎn)，該方法不僅對(duì)電極箔腐蝕廢硫酸進(jìn)行了充分利用，并且工藝簡(jiǎn)單，產(chǎn)品附加值高，產(chǎn)品聚硫酸鋁可直接用于工廠的生產(chǎn)用水和廢水處理。

本發(fā)明的解決方案為：一種利用電極箔腐蝕廢硫酸生產(chǎn)聚硫酸鋁的方法，具體步驟如下：

1）將來(lái)自廢硫酸貯槽中的電極箔腐蝕廢硫酸泵入超濾膜處理器中進(jìn)行預(yù)處理，去除其中的固體、絮狀物、金屬雜質(zhì)，所述超濾膜為無(wú)機(jī)膜，超濾膜的孔徑為35-50nm；

2）將預(yù)處理后的廢硫酸從錐形反應(yīng)釜中下部輸入；

3）將粉碎后粒徑為80-120目的鋁材從錐形反應(yīng)釜頂部加入，所述鋁材為氫氧化鋁或氧化鋁；

4）攪拌反應(yīng)，控制攪拌速度為100-150rpm,反應(yīng)pH為6.5-7.0，反應(yīng)溫度為90℃-110℃，反應(yīng)時(shí)間為1.0-1.5h;

5) 在70℃-90℃下加入鋁酸鈣、檸檬酸至步驟4）反應(yīng)得到的溶液中，進(jìn)行聚合反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)間1-2h，得到聚合反應(yīng)液；

6）將步驟5）得到的聚合反應(yīng)液降溫到35℃-45℃后，加入高分子混凝劑聚丙烯酰胺，保溫1-2h，得到溶液；

7）將步驟6）得到的溶液過(guò)濾，得到褐色的聚硫酸鋁溶液。

優(yōu)選地，步驟1）中的超濾膜選自陶瓷膜，超濾操作壓力為0.1-0.2MPa。

優(yōu)選地，步驟3）中鋁材與步驟1）中廢硫酸原料的重量比為0.3-0.4：1。

優(yōu)選地，步驟5）中鋁酸鈣的加入量為鋁材重量的40%-50%，檸檬酸的加入量為鋁材重量的3%-10%。

優(yōu)選地，步驟6）中聚丙烯酰胺的加入量為鋁材重量的1%-5%。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)：

（1）廢酸的利用率高，同時(shí)不采用能耗高的蒸發(fā)、蒸餾等操作及設(shè)備；

（2）采用超濾膜進(jìn)行預(yù)處理，有效去除了廢酸中的雜質(zhì)，提升了產(chǎn)品的質(zhì)量；

（3）采用錐形反應(yīng)釜，反應(yīng)速度快，反應(yīng)充分，反應(yīng)的收率高，反應(yīng)效率比普通反應(yīng)器提高30-50%；

（4）聚合反應(yīng)中加入檸檬酸，提高了產(chǎn)品的質(zhì)量，使得最終產(chǎn)品中的不溶物的質(zhì)量分?jǐn)?shù)<0.1%,鹽基度為50%-60%，氧化鋁含量（wt%）為8%-10%，符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的說(shuō)明，實(shí)施例僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，不是對(duì)本發(fā)明的限定。

實(shí)施例1

一種利用電極箔腐蝕廢硫酸生產(chǎn)聚硫酸鋁的方法，具體步驟如下：

1）將來(lái)自廢硫酸貯槽中的電極箔腐蝕廢硫酸泵入超濾膜處理器中進(jìn)行預(yù)處理，去除其中的固體、絮狀物、金屬雜質(zhì)，所述超濾膜為陶瓷膜，超濾膜的孔徑為50nm，超濾操作壓力為0.15 MPa；

2）將預(yù)處理后的廢硫酸從錐形反應(yīng)釜中下部輸入；

3）將粉碎后粒徑為80-120目的鋁材從錐形反應(yīng)釜頂部加入，所述鋁材為氫氧化鋁；鋁材與步驟1）中廢硫酸原料的重量比為0.3；

4）攪拌反應(yīng)，控制攪拌速度為100rpm,反應(yīng)pH為6.8，反應(yīng)溫度為100℃，反應(yīng)時(shí)間為1.0h;

5) 在70℃下加入鋁酸鈣、檸檬酸至步驟4）反應(yīng)得到的溶液中，進(jìn)行聚合反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)間1h，得到聚合反應(yīng)液；鋁酸鈣的加入量為鋁材重量的40%，檸檬酸的加入量為鋁材重量的3.5%；

6）將步驟5）得到的聚合反應(yīng)液降溫到35℃后，加入高分子混凝劑聚丙烯酰胺，保溫1.0h，得到溶液；聚丙烯酰胺的加入量為鋁材重量的1%；

7）將步驟6）得到的溶液過(guò)濾，得到褐色的聚硫酸鋁溶液。

經(jīng)檢測(cè)，得到的聚硫酸鋁溶液其中：氧化鋁的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為8.6%，鹽基度為57.3%，不溶物的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.08%。

實(shí)施例2

一種利用電極箔腐蝕廢硫酸生產(chǎn)聚硫酸鋁的方法，具體步驟如下：

1）將來(lái)自廢硫酸貯槽中的電極箔腐蝕廢硫酸泵入超濾膜處理器中進(jìn)行預(yù)處理，去除其中的固體、絮狀物、金屬雜質(zhì)，所述超濾膜為陶瓷膜，超濾膜的孔徑為45nm，超濾操作壓力為0.15 MPa；

2）將預(yù)處理后的廢硫酸從錐形反應(yīng)釜中下部輸入；

3）將粉碎后粒徑為80-120目的鋁材從錐形反應(yīng)釜頂部加入，所述鋁材為氫氧化鋁；鋁材與步驟1）中廢硫酸原料的重量比為0.4；

4）攪拌反應(yīng)，控制攪拌速度為100rpm,反應(yīng)pH為6.5，反應(yīng)溫度為100℃，反應(yīng)時(shí)間為1.0h;

5) 在75℃下加入鋁酸鈣、檸檬酸至步驟4）反應(yīng)得到的溶液中，進(jìn)行聚合反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)間1h，得到聚合反應(yīng)液；鋁酸鈣的加入量為鋁材重量的45%，檸檬酸的加入量為鋁材重量的5%；

6）將步驟5）得到的聚合反應(yīng)液降溫到40℃后，加入高分子混凝劑聚丙烯酰胺，保溫1.5h，得到溶液；聚丙烯酰胺的加入量為鋁材重量的1.5%；

7）將步驟6）得到的溶液過(guò)濾，得到褐色的聚硫酸鋁溶液。

經(jīng)檢測(cè)，得到的聚硫酸鋁溶液其中：氧化鋁的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為9.1%，鹽基度為59.0%，不溶物的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.03%。

對(duì)比例1

除了不采用超濾膜預(yù)處理外，其余與實(shí)例1相同。

經(jīng)檢測(cè)，得到的聚硫酸鋁溶液其中：氧化鋁的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為8.5%，鹽基度為55.9%，不溶物的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.25%。

對(duì)比例2

除了采用常規(guī)的反應(yīng)釜替換錐形反應(yīng)釜外，其余與實(shí)例1相同。

經(jīng)檢測(cè)，得到的聚硫酸鋁溶液其中：氧化鋁的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為7.6%，鹽基度為53.2%，不溶物的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.08%。

另外，步驟4）、5）、6）三者的總操作時(shí)間需要5小時(shí)以上才能獲得與實(shí)施例1質(zhì)量指標(biāo)相近的產(chǎn)物，可見(jiàn)采用錐形反應(yīng)釜可以明顯加快反應(yīng)，使得反應(yīng)充分，提高生產(chǎn)效率。

對(duì)比例3

除了在步驟5）不添加檸檬酸外，其余與實(shí)例2相同。

經(jīng)檢測(cè)，得到的聚硫酸鋁溶液其中：氧化鋁的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為8.8%，鹽基度為57.6%，不溶物的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.04%。

本發(fā)明可用其他的不違背本發(fā)明的精神或主要特征的具體形式來(lái)概述。本發(fā)明的上述實(shí)施例都只能認(rèn)為是對(duì)本發(fā)明的說(shuō)明而不是限制，凡是依據(jù)本發(fā)明的實(shí)質(zhì)技術(shù)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何細(xì)微修改、等同變化與修飾，均屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。