利用铝灰制备净水剂方法与流程

本公开一般涉及铝灰再利用领域，具体涉及铝灰制备净水剂领域，尤其涉及一种利用铝灰制备净水剂方法。

背景技术：

铝灰是铝工业的重要固体废弃物，产生量巨大。其主要来源于熔炼铝及铝合金生产过程中漂浮在铝熔体表面的非熔夹杂物、氧化物、添加剂以及与添加剂进行物理、化学反应产生的反应产物等，产生于铝发生熔融的所有生产工序。铝灰的成分因各生产厂家的原料及操作条件不同而略有变化，但通常都含有金属铝，铝的氧化物、氮化物和碳化物，盐以及一些其它成分。此外，在熔铸或精炼过程中所使用覆盖剂，导致铝灰中含有一定量的氯化物。

铝灰中含有大量具有经济价值的氧化铝、金属铝和氮化铝，是一种可再生的资源，但同时也含有一定量的有毒金属元素，且在存放过程中接触水会产生氨气、氢气和甲烷，已经列入《国家危险废弃物名录》。研究和开发从工业铝渣、铝灰中回收铝技术，对于提高企业的经济效益，保护生态环境就具有重要的现实意义和实用价值。

饮用水的净化现在已经是一个全世界共同关注的课题。在发展中国家，饮用水的质量通常得不到保障。在发达国家因长期使用化学净水剂，而使残留在水中的化学物质可能对人体造成损害，因净水之后的杂质造成的环境问题也不容忽视。聚合氯化铝是一种净水材料，无机高分子混凝剂，又被简称为聚铝，絮凝体成型快，活性好，过滤性好。

工业废水是指工业生产过程中产生的废水、污水和废液，其中含有随水流失的工业生产用料、中间产物和产品以及生产过程中产生的污染物。随着工业的迅速发展，废水的种类和数量迅猛增加，对水体的污染也日趋广泛和严重，威胁人类的健康和安全。

人类生活过程中产生的污水，是水体的主要污染源之一。城市每人每日排出的生活污水量为150—400L，其量与生活水平有密切关系。生活污水中含有大量有机物，如纤维素、淀粉、糖类和脂肪蛋白质等；也常含有病原菌、病毒和寄生虫卵；无机盐类的氯化物、硫酸盐、磷酸盐、碳酸氢盐和钠、钾、钙、镁等。总的特点是含氮、含硫和含磷高，在厌氧细菌作用下，易生恶臭物质。

如何高效、环保地再利用铝灰，回收铝灰中的铝，将其制成饮用水、工业废水、生活污水等的净水剂成为了一个技术难题。

技术实现要素：

鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，期望提供一种高效、环保的利用铝灰制备净水剂方法。

第一方面，本发明的利用铝灰制备净水剂方法，实施方法采用的利用铝灰制备净水剂装置包括洗涤装置、烘干装置、吸收装置和反应釜，洗涤装置设有封闭的内腔，洗涤装置的内腔设置洗涤层和第一过滤层，洗涤层设置第一铝灰入料口和沸水入料口，洗涤层设置在第一过滤层的上方，第一过滤层设置第一出液口，第一过滤层通过第一可闭合通道与烘干装置连接，烘干装置底部设置有第一加热装置，烘干装置的上方设置有吸收装置，吸收装置的出风口设置空气滤网，空气滤网的下方设置称重装置，吸收装置的称重装置与反应釜的第二铝灰入料口相连，反应釜设置反应层和第二过滤层，反应层与反应釜的第二铝灰入料口相连，反应层设置盐酸入料口和清水入料口，反应层设置在第二过滤层上方，第二过滤层设置第二出液口，第二出液口设置干燥装置，洗涤层与第一过滤层之间设置第二可闭合通道，第二可闭合通道设置第二隔板，第二隔板用于分隔第一过滤层和洗涤层，第二隔板可移动地与第二可闭合通道连接，反应层与第二过滤层之间设置第三可闭合通道，第三可闭合通道设置第三隔板，第三隔板用于分隔第二过滤层和反应层，第三隔板可移动地与第三可闭合通道连接，

方法包括：

将铝灰从第一铝灰入料口送入到洗涤层中，关闭第一铝灰入料口，将沸水从沸水入料口送入洗涤层中，对洗涤层中的铝灰进行清洗，清洗完成后，打开第二可闭合通道，铝灰和废水进入第一过滤层，废水从第一出液口流出，经过清洗的铝灰留在第一过滤层上，打开第一可闭合通道，将第一过滤层传送至烘干装置中，关闭第一可闭合通道，烘干装置底部的第一加热装置对第一过滤层上的铝灰进行烘干，烘干完成后，吸收装置将铝灰传输到称重装置上，称重装置对铝灰进行称重，铝灰经过第二铝灰入料口进入到反应釜中的反应层，先通过清水入料口向反应层中加入清水，然后通过盐酸入料口向应层中加入盐酸，在铝灰、清水和盐酸反应完成后，打开第三可闭合通道，反应后的氯化铝溶液和杂质进入第二过滤层，杂质留在第二过滤层上，氯化铝溶液进入反应釜的底部，待氯化铝溶液静置熟化后，通过第二出液口排出反应釜进入干燥装置进行干燥。

根据本申请实施例提供的技术方案，通过洗涤装置对铝灰进行清洗，将铝灰中水溶性杂质清洗掉，铝灰中的氮化铝与水发生反应，废水通过第一出液口排出，经过清洗的铝灰存留在第一过滤层上，将铝灰输送至烘干装置，通过烘干装置，将清洗过的铝灰进行烘干，吸收装置将烘干的铝灰传输到反应釜中的第二铝灰入料口，通过空气滤网过滤吸收装置出风口的铝灰，铝灰落入称重装置中，称重装置对铝灰进行称重，向反应层中加入清水和盐酸，使得盐酸和铝灰在反应层进行反应，将杂质留在第二过滤层中的第二过滤网上，氯化铝溶液进入反应釜的底部，待氯化铝溶液静置熟化后，通过第二出液口排出反应釜进入干燥装置进行干燥，最后制得聚合氯化铝净水剂，能够解决铝灰利用率低、造成环境污染的问题。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明的实施例的利用铝灰制备净水剂方法的利用铝灰制备净水剂的装置的结构示意图；

图2为本发明的实施例的利用铝灰制备净水剂方法的流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与发明相关的部分。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

请参考图1和图2，本发明的利用铝灰制备净水剂方法，包括洗涤装置10、烘干装置30、吸收装置40和反应釜50，洗涤装置10设有封闭的内腔，洗涤装置10的内腔设置洗涤层11和第一过滤层12，洗涤层11设置第一铝灰入料口111和沸水入料口112，洗涤层11设置在第一过滤层12的上方，第一过滤层12设置第一出液口121，第一过滤层12通过第一可闭合通道21与烘干装置30连接，烘干装置30底部设置有第一加热装置，烘干装置30的上方设置有吸收装置40，吸收装置40的出风口设置空气滤网41，空气滤网41的下方设置称重装置42，吸收装置40的称重装置与反应釜50的第二铝灰入料口51相连，反应釜50设置反应层52和第二过滤层53，反应层52与反应釜50的第二铝灰入料口51相连，反应层52设置盐酸入料口521和清水入料口522，反应层52设置在第二过滤层53上方，第二过滤层53设置第二出液口531，第二出液口531设置干燥装置54，洗涤层11与第一过滤层12之间设置第二可闭合通道22，第二可闭合通道22设置第二隔板，第二隔板用于分隔第一过滤层12和洗涤层11，第二隔板可移动地与第二可闭合通道22连接，反应层52与第二过滤层53之间设置第三可闭合通道23，第三可闭合通道23设置第三隔板，第三隔板用于分隔第二过滤层53和反应层52，第三隔板可移动地与第三可闭合通道23连接，

方法包括：

将铝灰从第一铝灰入料口送入到洗涤层中，关闭第一铝灰入料口，将沸水从沸水入料口送入洗涤层中，对洗涤层中的铝灰进行清洗，清洗完成后，打开第二可闭合通道，铝灰和废水进入第一过滤层，废水从第一出液口流出，经过清洗的铝灰留在第一过滤层上，打开第一可闭合通道，将第一过滤层传送至烘干装置中，关闭第一可闭合通道，烘干装置底部的第一加热装置对第一过滤层上的铝灰进行烘干，烘干完成后，吸收装置将铝灰运输到称重装置上，称重装置对铝灰进行称重，铝灰经过第二铝灰入料口进入到反应釜中的反应层，先通过清水入料口向反应层中加入清水，然后通过盐酸入料口向应层中加入盐酸，在铝灰、清水和盐酸反应完成后，打开第三可闭合通道，反应后的氯化铝溶液和杂质进入第二过滤层，杂质留在第二过滤层上，氯化铝溶液通过第二过滤层到达反应釜的底部，进行静置熟化，经过静置熟化后的氯化铝溶液经过第二出液口到达干燥装置中进行干燥。

在本发明的实施例中，在洗涤装置设置第一铝灰入料口和沸水入料口，通过第一铝灰入料口将铝灰输送到洗涤装置中的洗涤层，通过洗涤装置的沸水入料口向洗涤层中输送沸水对铝灰进行清洗，将铝灰中水溶性杂质清洗掉，同时铝灰中的氮化铝与水发生反应，废水通过第一出液口排出，可以对排出的废水进行集中处理，经过清洗的铝灰存留在第一过滤层上，将铝灰输送至烘干装置，通过烘干装置中的第一加热装置，将清洗过的铝灰进行烘干，吸收装置将烘干的铝灰传输到第二铝灰入料口，经过称重装置，对铝灰进行称重，根据铝灰的质量，得到盐酸的用量，通过盐酸入料口将盐酸注入反应层，通过清水入料口可以将清水注入反应层，使得盐酸和铝灰在反应层进行反应，盐酸和铝灰反应获得氯化铝溶液，将杂质留在第二过滤层的第二滤网上，氯化铝溶液在反应釜的底部，待氯化铝溶液静置熟化后，通过第二出液口排出反应釜到达干燥装置进行干燥，最后制得聚合氯化铝净水剂，将铝灰再利用过程中产生的废水进行回收处理，比较环保，能够解决铝灰利用率低、造成环境污染的问题，洗涤层与第一过滤层之间设置第二可闭合通道，第二可闭合通道设置第二隔板，第二隔板用于分隔第一过滤层和洗涤层，第二隔板可移动地与第二可闭合通道连接，可以但不仅仅为，第二隔板能够转动或者滑动，完成第二可闭合通道的开启和闭合，当向洗涤层中输送铝灰和沸水时，第二隔板将第一过滤层和洗涤层分隔开，沸水在洗涤层中对铝灰进行清洗，当清洗铝灰完成之后，打开第二隔板，第一过滤层和洗涤层连通，铝灰留在第一过滤层上方，清洗铝灰的污水通过第一出液口排出，对排出的污水进行回收，防止污染环境，反应层与第二过滤层之间设置第三可闭合通道，第三可闭合通道设置第三隔板，第三隔板用于分隔第二过滤层和反应层，第三隔板可移动地与第三可闭合通道连接，可以但不仅仅为，第三隔板能够转动或者滑动，完成第三可闭合通道的开启和闭合，当铝灰、盐酸在反应层中反应时，第三可闭合通道关闭，第三隔板分隔第二过滤层和反应层，当盐酸和铝灰反应完成后，打开第三隔板，第二过滤层和反应层连通，氯化铝溶液通过第二过滤层过滤掉杂质，待其静置熟化后经过第二出液口流出至干燥装置中进行干燥，当整个反应结束后，将第二过滤层的第二滤网上的杂质统一回收，防止污染环境，通过第一可闭合通道、第二可闭合通道和第三可闭合通道，将铝灰不同处理阶段分隔开，当对铝灰进行清洗、烘干和反应时，使铝灰在密闭空间中进行，防止产生的废气污染环境。

将铝灰从第一铝灰入料口送入到洗涤层中，关闭第一铝灰入料口，将沸水从沸水入料口送入洗涤层中，对洗涤层中的铝灰进行清洗，将铝灰中溶于水的杂质清洗掉，清洗完成后，打开第二可闭合通道，铝灰和废水进入第一过滤层，废水从第一出液口流出，对排出的废水进行集中处理，防止污染环境，经过清洗的铝灰留在第一过滤层上，打开第一可闭合通道，将第一过滤层传送至烘干装置中，关闭第一可闭合通道，烘干装置底部的第一加热装置对第一过滤层上的铝灰进行烘干，烘干完成后，吸收装置将铝灰吸到称重装置上，称重装置对铝灰进行称重，可以根据称重装置进行大致的大致估算盐酸的用量，铝灰经过第二铝灰入料口进入到反应釜中的反应层，先通过清水入料口向反应层中加入清水，然后通过盐酸入料口向应层中加入盐酸，在铝灰、清水和盐酸反应完成后，打开第三可闭合通道，反应后的氯化铝溶液和杂质进入第二过滤层，杂质留在第二过滤层上，氯化铝溶液进入反应釜的底部，待氯化铝溶液静置熟化后，通过第二出液口排出反应釜进入干燥装置进行干燥，最后制得聚合氯化铝净水剂，能够解决铝灰利用率低、造成环境污染的问题。

进一步的，包括气体回收装置60，气体回收装置60分别与洗涤层11和反应层52连通，气体回收装置回收洗涤层和反应层产生的废气，进行集中处理。

在本发明的实施例中，气体回收装置回收铝灰在洗涤层和反应层中产生的废气，进行集中处理，避免废气排放到空气中污染环境。

进一步的，第一过滤层12设置第一滤网，第二过滤层53设置第二滤网，第一过滤层12设置第一导轨，烘干装置30设置第二导轨，第一导轨和第二导轨设置在同一个平面，第一导轨和第二导轨设置在第一可闭合通道21两侧，第一滤网分别与第一导轨和第二导轨滑动连接，当铝灰在洗涤层洗涤完成后，进入第一过滤层，铝灰留在第一滤网上，打开第一可闭合通道，第一滤网移动到烘干装置中，关闭第一可闭合通道，烘干装置对铝灰进行烘干。

在本发明的实施例中，当铝灰在第一过滤层进行洗涤时，将铝灰表面的水溶性杂质进行清洗，铝灰中的氮化铝与水发生反应，当清洗完成后，第一滤网将经过清洗的铝灰送至烘干装置中进行烘干，第一滤网能够在第一导轨和第二导轨上滑动，当对铝灰进行清洗时，第一滤网滑动到第一导轨上，当对铝灰进行烘干时，第一滤网滑动到第二导轨上，第一导轨和第二导轨不干涉第一可闭合通道的开合，操作方便，结构可靠。

进一步的，第一可闭合通道21设置第一隔板，第一隔板用于分隔洗涤装置10和烘干装置30，第一隔板可移动地与第一可闭合通道21连接。

在本发明的实施例中，当沸水对铝灰进行清洗时，第一隔板关闭，将洗涤装置和烘干装置分隔成两个不连通的空间，当第一出液口排出清洗的废水，第一隔板打开，第一滤网从洗涤装置运动到烘干装置中，关闭第一隔板，烘干装置工作，将铝灰进行烘干，能够实现铝灰的洗涤和烘干工序互不干扰，合理利用整个装置的空间，能够实现在密闭空间中完成洗涤和烘干，避免产生的废水和废气污染环境。

进一步的，包括驱动装置70，驱动装置70驱动第一滤网在第一导轨和第二导轨上滑动，第一隔板可转动或者滑动地与洗涤装置10连接，第一隔板与第一可闭合通道21轴接或者第一隔板与第一可闭合通道21通过滑槽连接，驱动装置70驱动第一隔板转动或者滑动，当铝灰在洗涤层洗涤完成后，进入第一过滤层，铝灰留在第一滤网上，驱动装置驱动第一隔板打开第一可闭合通道，驱动装置驱动第一滤网移动到烘干装置中，驱动装置驱动第一隔板关闭第一可闭合通道，烘干装置对铝灰进行烘干。

在本发明的实施例中，包括驱动装置，可以但不仅仅为，驱动装置为驱动电机，驱动装置驱动第一滤网运动，驱动装置驱动第一隔板运动，当铝灰在第一过滤层完成过滤后，通过转动或者滑动第一隔板，实现第一过滤层和烘干装置连通，第一滤网能从第一导轨滑动到第二导轨，然后关闭第一可闭合通道，对铝灰进行烘干，同时，可以向洗涤装置中继续放入铝灰，进行洗涤，提高了反应的效率，节约了反应时间，实现机械化的运动，节约人力成本，同时也避免在铝灰洗涤、烘干工序中产生的废水和废气泄露到空气中，造成环境的污染，保证了利用铝灰再制造净水剂过程的环保。

进一步的，第二出液口531设置开关阀门，吸收装置40设置风机、风道、进风口和出风口，进风口正对烘干装置30，风机设置在空气滤网41背向出风口的一侧，进风口和出风口设置在风道的两端，风道设置为竖直方向，出风口设置为水平方向，开关阀门设置闭合状态和打开状态，当开关阀门闭合时，在反应釜50底部，反应釜50外部空间和反应釜50内部空间相互隔离；当开关阀门打开时，在反应釜50底部，反应釜50外部空间和反应釜50内部空间相互连通。

在本发明的实施例中，第二出液口设置开关阀门，开关阀门设置闭合状态和打开状态，当开关阀门闭合时，在反应釜底部，反应釜外部空间和反应釜内部空间相互隔离，此时反应釜的第二铝灰入料口吸入铝灰，反应层放入与铝灰质量相应的盐酸和清水，形成氯化铝溶液，杂质被过滤在第二过滤层上；待氯化铝溶液静置熟化完成后，打开开关阀门，在反应釜底部，反应釜外部空间和反应釜内部空间相互连通，氯化铝溶液通过第二出液口流出反应釜，流入干燥装置进行干燥，得到聚合氯化铝，也就是净水剂，如此循环，将铝灰再利用制得聚合氯化铝净水剂，效率高，并且能够回收在清洗和反应过程中产生的废水和废气，避免造成环境污染。

进一步的，洗涤层11设置若干第一铝灰入料口111，第一铝灰入料口111均匀分布在洗涤层11侧面或者顶面，当铝灰进入洗涤层时，通过多个第一铝灰入料口进行入料。

在本发明的实施例中，洗涤层设置若干第一铝灰入料口，第一铝灰入料口均匀分布在洗涤层侧面或者顶面，实现铝灰的均匀入料，能够对铝灰进行全面清洗，减少铝灰在反应釜中产生杂质，提高了反应效率。

进一步的，包括搅拌装置80，搅拌装置80固定在反应层52内部。

在本发明的实施例中，包括搅拌装置，搅拌装置固定在反应层内部，搅拌装置对反应釜中的铝灰、盐酸和清水进行搅拌，使它们之间接触更加充分，反应更加充分，提高了反应的效率。

进一步的，搅拌装置80设置搅拌部81和伸缩杆82，伸缩杆82与搅拌部81固定连接，当清水、盐酸和铝灰在反应层混合后，通过搅拌装置的搅拌部上下运动对混合物进行搅拌，所述干燥装置设置干燥平台，所述干燥平台底部设置第二加热装置，当氯化铝溶液进入干燥平台后，第二加热装置对氯化铝溶液进行干燥。

在本发明的实施例中，伸缩杆能够进行伸缩，使得搅拌部在反应层进行上下运动，对反应釜中的铝灰、盐酸和清水进行充分搅拌，提高了反应的效率，当清水、盐酸和铝灰在反应层混合后，通过搅拌装置的搅拌部上下运动对混合物进行搅拌，所述干燥装置设置干燥平台，所述干燥平台底部设置第二加热装置，当氯化铝溶液进入干燥平台后，第二加热装置对氯化铝溶液进行干燥，当清水、盐酸和铝灰在反应层混合后，通过搅拌装置的搅拌部上下运动对混合物进行搅拌，使得清水、盐酸和铝灰进行充分接触和混合，缩短了反应时间，提高了反应效率，所述干燥装置设置干燥平台，所述干燥平台底部设置第二加热装置，当氯化铝溶液进入干燥平台后，第二加热装置对氯化铝溶液进行干燥。

进一步的，洗涤层内设置第一监测传感器，当第一监测传感器检测洗涤层内无液体时，关闭第二可闭合通道，向洗涤层中加入铝灰和沸水；第一过滤层设置第二监测传感器，当第二监测传感器检测到第一过滤层内无液体时，打开第一可闭合通道，第一过滤层运动到烘干装置中，关闭第一可闭合通道；当吸收装置工作后，称重装置的铝灰质量不再变化时，打开第一可闭合通道，第一过滤层从烘干装置运动到洗涤装置中，关闭第一可闭合通道，打开第二可闭合通道，经过洗涤的铝灰和沸水进入第一过滤层。

在本发明的实施例中，洗涤层内设置第一监测传感器，当第一监测传感器检测洗涤层内无液体时，关闭第二可闭合通道，向洗涤层中加入铝灰和沸水；第一过滤层设置第二监测传感器，当第二监测传感器检测到第一过滤层内无液体时，打开第一可闭合通道，第一过滤层运动到烘干装置中，关闭第一可闭合通道；当吸收装置工作后，称重装置的铝灰质量不再变化时，打开第一可闭合通道，第一过滤层从烘干装置运动到洗涤装置中，关闭第一可闭合通道，打开第二可闭合通道，经过洗涤的铝灰和沸水进入第一过滤层，提高了整个装置的反应效率，节省了反应时间。

进一步的，干燥装置54设置干燥平台，干燥平台底部设置第二加热装置。

在本发明的实施例中，干燥平台用于盛装氯化铝溶液，通过平台底部的第二加热装置对氯化铝溶液进行加热干燥，制成净水剂。

进一步的，反应层设置PH监测传感器，PH监测传感器检测反应层溶液的PH值，当反应层的溶液PH值小于或者等于7时，停止向反应层加盐酸。

在本发明的实施例中，反应层设置PH监测传感器，PH监测传感器检测反应层溶液的PH值，当反应层的溶液PH值小于或者等于7时，停止向反应层加盐酸，能够根据实际情况调整盐酸的用量，避免使用盐酸过量，造成浪费，同时也提高了反应效率以及干燥效率。

以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。