一种铝型材铝泥制备聚合氯化铝的方法与流程

本发明属于固体废物资源化利用，涉及铝型材铝泥的利用，具体涉及一种铝型材铝泥制备聚合氯化铝的方法。

背景技术：

1、铝型材加工厂在对铝材进行成型、电镀等深加工前，对铝材表面进行酸洗、碱洗等表面处理，以除去铝材表面的油污和氧化膜。铝泥是铝型材清洗中和沉淀而产生以γ-al(oh)3和无定型al(oh)3为主的固体废物。因其比表面积大、表面活性高、脱水难度大，经板框压滤机脱水后含水率仍高达70-80%，因此，铝泥的资源化利用难度很大。

2、粉煤灰是电厂煤发电产生的一种固体废弃物，粉煤灰分为循环流化床粉煤灰和煤粉炉粉煤灰。循环流化床粉煤灰焙烧温度850-900℃，氧化钙含量高，并含有大量活性无定型铝硅物质，相比煤粉炉粉煤灰活性更高，更容易反应。粉煤灰直接排放会造成严重的环境污染，需要进行合理的资源化利用。

3、cn107265581a公开了一种从铝泥制备聚合氯化铝净水剂的方法，该方法将铝泥与盐酸反应，然后加入一定量的铝酸钙进行反应，待反应到一定程度后，向浆料中投入铝粉进行反应，然后经固液分离得到聚合氯化铝。

4、文献“利用含铝废泥和工业盐酸制备聚合氯化铝的工艺优化(曾猛,杨东奎,刘伟仁,等.利用含铝废泥和工业盐酸制备聚合氯化铝的工艺优化[j].再生资源与循环经济,2018,011(009):25-27,44.)”报道了一种利用铝泥制备聚合氯化铝的方法，该方法的直接利用铝泥与盐酸反应生产了符合gb/t 22627-2014标准要求的聚合氯化铝。上述方法虽然制备了符合国标的聚合氯化铝，一方面需要额外添加铝粉，导致生产成本高；另一方面直接反应后导致聚合氯化铝中的硫含量过高，有效成分降低，也会导致处理废水的硫含量超标。

5、cn103420430a公开了聚合氯化铝铁净水剂及其制造方法，该方法是将工业盐酸和铝泥渣投入密闭容器中进行常温常压搅拌反应，然后再向浆料中加入氯化钙，经固液分离得到滤液和滤渣；然后向滤液中加入钢铁酸洗废液和氧化剂搅拌混匀，再向溶液中加入铝酸钙粉，经过滤、陈化得到聚合氯化铝铁。该方法虽然制备合格的聚合氯化铝铁，但钢铁酸洗废液中含有重金属，导致产品中重金属（cr、pb等）超标，使用后出水重金属超标。

6、因此，还没有一种聚合氯化铝的制备方法，使用铝型材铝泥和粉煤灰为原材料，制备出高纯低杂、重金属元素含量低的聚合氯化铝液体产品，以实现铝型材铝泥的资源回收利用。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种铝型材铝泥制备聚合氯化铝的方法，所述方法不仅可以提高聚合氯化铝中氧化铝的含量，还同步降低聚合氯化铝中硫、磷杂质，制备高纯低杂的聚合氯化铝液体产品，工业化应用前景广阔。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

3、（1）将铝泥和粉煤灰按照比例与盐酸溶液混合进行搅拌反应，待反应完全后得到第一浆料，第一浆料经分离洗涤后得到含铝溶液和一次残渣；

4、（2）向含铝溶液中添加铝酸钙粉进行搅拌反应，待反应完全后得到第二浆料，将第二浆料分离洗涤后得到聚合氯化铝和二次残渣；

5、（3）将一次残渣和二次残渣充分混合、干燥处理得到高钙料，用作建筑材料原料。

6、进一步的，所述的铝泥和粉煤灰与盐酸反应，是先将铝泥与盐酸溶液混合搅拌均匀待溶解到一定程度后，再向混合液中添加粉煤灰，保证铝泥中的硫酸盐最终转化成硫酸钙。

7、进一步的，所述铝泥为铝型材加工产生的铝泥，粉煤灰为电厂循环流化床产生的粉煤灰；

8、进一步的，盐酸质量浓度12%-20%，反应温度为60℃-80℃，反应时间2h-5h，粉煤灰添加量为铝泥和粉煤灰总量的10%-20%，反应液固比为4-7；

9、进一步的，铝酸钙与含铝溶液反应制备聚合氯化铝，需趁含铝溶液温度降低之前加入铝酸钙粉，从而有利于降低二次反应能耗。

10、进一步的，的含铝溶液与铝酸钙的质量比6-12，反应温度为70℃-80℃，反应时间0.5h-2h。

11、步骤（1）和步骤（2）所述的反应后需要对浆料进行分离洗涤，从而保证残渣中氯杂质含量，利于残渣作为制备建筑材料的原料。

12、进一步的，步骤（1）和步骤（2）中所述的分离洗涤均采用真空抽滤或压滤的方法，洗水用量为滤饼质量的1-3倍；

13、步骤（3）所述的将步骤（1）和步骤（2）产生的残渣充分混合并进行干燥处理，因通过一次反应和二次反应的固体添加量进行了限制，因此对混合比例不做限定要求，只需保证水分蒸发掉，混合物料可以进回转窑进行烧结制备建筑材料。

14、进一步的，干燥处理的干燥温度为100℃-200℃，干燥时间为1h-2h。

15、作为本发明优选的技术方案，所述方法包括以下步骤：

16、（1）将铝型材加工铝泥、循环流化床粉煤灰与盐酸混合进行反应制备含铝溶液，盐酸质量浓度12%-20%，反应温度为60℃-80℃，反应时间2h-5h，粉煤灰添加量为铝泥和粉煤灰总量的10%-20%，反应液固比为4-7，洗水用量为滤饼质量的1-3倍；

17、（2）将含铝溶液与铝酸钙混合进行反应制备聚合氯化铝，所述含铝溶液与铝酸钙的质量比6-12，反应温度为70℃-80℃，反应时间0.5h-2h，洗水用量为滤饼质量的1-3倍。

18、（3）将步骤（1）和步骤（2）中产生的残渣进行混合后干燥处理，干燥温度100℃-200℃，干燥时间1h-2h。

19、进一步的，作为本发明优选的技术方案，所述方法包括以下步骤：

20、（1）将铝泥液和预处理粉煤灰按照比例与盐酸溶液混合进行搅拌反应，待反应完全后得到第一浆料，第一浆料经分离洗涤后得到含铝溶液和一次残渣；

21、（2）向含铝溶液中添加铝酸钙粉进行搅拌反应，待反应完全后得到第二浆料，将第二浆料分离洗涤后得到聚合氯化铝和二次残渣；

22、（3）将一次残渣和二次残渣充分混合、干燥处理得到高钙料，用作建筑材料原料。

23、进一步的，铝泥液制备方法为：在铝泥中滴加0.5mol/l的氢氧化钠溶液并搅拌。

24、进一步的，氢氧化钠溶液滴加铝泥的比例为4-5ml：10g。

25、进一步的，预处理粉煤灰制备方法为：

26、将粉煤灰加入饱和碳酸氢钠溶液中，超声处理40-60min，然后将溶液过滤，去离子水洗涤至中性，干燥，得到预处理粉煤灰。

27、本发明的有益效果：

28、本发明以铝型材加工铝泥和循环流化床粉煤灰为原料，通过铝泥和粉煤灰的协同利用，实现了溶液中杂质磷、硫的高效脱除，并制备了性能优异的聚合氯化铝，解决了铝型加工铝泥和电厂循环流化床粉煤灰资源化利用难题；

29、本发明中涉及的所有反应均为常压反应，条件温和、能耗低，制备过程形成的残渣还可以进回转窑进行烧结制备建筑材料，实现了铝泥和粉煤灰中铝、钙资源的高效分质利用，制备了高纯度聚合氯化铝，工业化应用前景广阔；

30、本发明通过将铝泥加入氢氧化钠得到含有alo2-的铝泥液，有助于聚合氯化铝的聚合形成，同时alo2-会消耗h+，会略微提高聚合氯化铝形成时的ph值，提高了聚合氯化铝的羟基化程度；钠离子和盐酸中的氯离子有助于提高铝泥和粉煤灰中的氧化铝浸出率；通过将粉煤灰加入饱和碳酸氢钠溶液中超声处理，增加粉煤灰的断裂、分散程度，提高粉煤灰的反应面积，同时清除粉煤灰中的杂质，以及沉淀钙离子和三氧化硫等杂质，从而得到了氧化铝含量高、盐基度高、杂质少的聚合氯化铝。