一种铝业污泥处理系统的制作方法

本实用新型涉及一种铝业污泥处理系统，尤其涉及一种利用化学提取法和物理分离手段对铝业污泥进行处理的系统。

背景技术：

铝型材行业产生的污泥成分复杂，各个厂家的污泥中金属离子的种类、含量均不同，对环境的污染和毒害性较大，给污泥的处理带来较大的困难。现有技术采用物理挤压和烘干脱水等方法对铝业污泥进行减量化，然后作为固体危废物送外进行填埋处理，处理成本十分高昂。部分企业采用分类处理的方法，将含有镍、铬等高毒性重金属的污泥与普通铝业污泥分开处理，可以降低部分处理成本，但是无法解决根本问题。

技术实现要素：

为克服上述缺陷，并且鉴于铝业污泥中含有丰富的铝元素，具备一定的回收价值，本实用新型提出专门针对铝型材污泥的资源化回收处理技术，首先采用化学溶解法将污泥中的可回收成分转化为溶液状态，残余的不可回收成分用于其它用途，然后利用化学提取法和物理分离手段将溶液中的铝元素转化为工业级氢氧化铝，真正实现了减量化处理和资源回收利用，具体内容如下：

一种铝业污泥处理系统，包括污泥反应处理装置、固液分离装置、精制处理装置、中和反应装置、洗涤装置以及干燥装置；所述污泥反应处理装置、固液分离装置、精制处理装置、中和反应装置、洗涤装置和干燥装置均含有至少一个进口端和至少一个出口端；所述固液分离装置包括第一固液分离装置、第二固液分离装置、第三固液分离装置、第四固液分离装置，所述洗涤装置包括第一洗涤装置和第二洗涤装置，所述干燥装置包括第一干燥装置和第二干燥装置；所述污泥反应处理装置的出口端与所述第一固液分离装置的进口端密封连接，所述第一固液分离装置的出口端分别与所述第一洗涤装置的进口端和所述精制处理装置的进口端密封连接，所述第一洗涤装置的出口端与所述第二固液分离装置的进口端密封连接，所述第二固液分离装置的出口端分别与所述精制处理装置的进口端和所述第一干燥装置的进口端密封连接，所述精制处理装置的出口端与所述中和反应装置的进口端密封连接，所述中和反应装置的出口端与所述第三固液分离装置的进口端密封连接，所述第三固液分离装置的出口端与所述第二洗涤装置的进口端密封连接，所述第二洗涤装置的出口端与所述第四固液分离装置的进口端密封连接，所述第四固液分离装置的出口端与所述第二干燥装置的进口端密封连接；所述污泥反应处理装置内设置有搅拌部件，设置搅拌部件的目的是为了加快反应速率、缩短处理时间。

优选的，所述固液分离装置为压滤机，并且该压滤机的材质为聚丙烯板材，该压滤机为板框压滤机，其过滤介质的孔径为600-700目。

优选的，所述精制处理装置为离子交换树脂塔。

优选的，所述干燥装置为隧道式烘干机。

利用上述污泥处理系统的铝业污泥处理方法，包括如下步骤：1)向铝业污泥中按比例加入一号药品，搅拌5～10min，然后加入一定量的二号药品，搅拌30min以上，形成均一的浆状混合液体，最后加入一定量的三号药品，搅拌均匀后放置5～10min，得到原料浆液；

2)利用第一固液分离装置对上述原料浆液进行固液分离，得到含水率70％～80％的固体残渣和澄清滤出液，该固体残渣称为第一残渣，澄清滤出液称为第一滤液；

3)将上述含水率70％～80％的第一残渣置于洗涤装置中，加入一定量干净软水进行搅拌洗涤至浆状，然后将该残渣浆液输送至第二固液分离装置中进行固液分离，分离得到的固体残渣在所述第一干燥装置中经过干燥得到第二残渣，送外处理；所得到的滤液与步骤2) 中的第一滤液混合，称为第二滤液；

4)在所述精制处理装置中对所述第二滤液进行精制处理，脱除滤液中的有色杂质，同时除去滤液中的微量重金属，得到精制处理液；

5)在所述中和反应装置中向所述精制处理液中加入四号药品，同时不断搅拌，当溶液的pH为7.8～8.1时停止加入四号药品。溶液静置5min后，若pH仍为7.8～8.1，将其输入第三固液分离装置中，取其滤饼进行反复的洗涤过滤，其洗涤次数需大于等于2次，将洗涤后的浆液送入第四固液分离装置，然后将分离得到的最终滤饼进行干燥，得到Al(OH)3产品。

优选的，所用药品按添加顺序依次为一号药品、二号药品、三号药品、四号药品，处理1kg污泥需要消耗浓度30％的一号药品50ml、浓度2mol/L的二号药品1.8L、三号药品 0.05～0.15g，浓度3mol/L的四号药品0.7～0.9L。

所添加一号药品的作用主要是氧化和脱色，一号药品和污泥的最佳比例为50ml/1kg，添加量过低会降低最终Al(OH)3产品的纯度和白度，添加量过高不会提高Al(OH)3产品的纯度和白度，从而造成药品浪费。

所添加三号药品是用于调节原料浆液的过滤特性，其添加的质量比例为0.005％～0.015％，该比例直接影响步骤2)中原料浆液压滤分离所用时间、所述第一残渣的含水率、污泥减量率以及铝的回收率，最佳添加比例为0.01％。

第二残渣占原料污泥的质量百分比为9.5～12％，该第二残渣可用作水泥厂原料。

采用本实用新型的上述方法对铝业污泥进行综合利用后，污泥的减量率达到88％以上；铝的回收率可达98％以上；Al(OH)3产品的纯度可以达到99％以上，白度达到96％以上； Al(OH)3产品中的铁含量仅为1‰左右。此外，处理后废液中的Al³⁺含量小于20ppm，Ca²⁺含量小于50ppm，Fe³⁺含量为5-10ppm，从而便于直接排放或进一步回收利用。

采用本实用新型后，达到的有益效果为：

1、为铝型材企业处理含铝污泥提供一种行之有效的工艺路线，能够对铝业污泥进行减量化处理，减量率在88％以上，处理过程中产生的残余固体废渣可以用来制备水泥用于建材行业，进一步提高污泥的利用率；

2、能够实现铝业污泥的资源综合利用，变废为宝，减少了企业的运营成本，在对铝业污泥进行综合利用时铝的回收率可达98％以上，得到的氢氧化铝产品的纯度为99％以上，白度达到96％以上；

3、工艺过程排出体系的水中金属离子浓度低，Al³⁺含量小于20ppm，Ca²⁺含量小于 50ppm，Fe³⁺含量为5-10ppm，不含有重金属等有害物质，经过简单处理即可满足中水回用或者排放标准。整个工艺处理过程具有节能环保的优点。因此具有显著的环境效益以及经济效益。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为一种铝业污泥处理方法的示意图；

图2为一种铝业污泥处理系统的示意图。

具体实施方式

如图2所示，一种铝业污泥处理系统的示意图，一种铝业污泥处理系统，包括污泥反应处理装置1、固液分离装置、精制处理装置3、中和反应装置4、洗涤装置以及干燥装置；所述污泥反应处理装置1、固液分离装置、精制处理装置3、中和反应装置4、洗涤装置和干燥装置均含有至少一个进口端和至少一个出口端；所述固液分离装置包括第一固液分离装置7、第二固液分离装置8、第三固液分离装置9、第四固液分离装置10所述洗涤装置包括第一洗涤装置11和第二洗涤装置12，所述干燥装置包括第一干燥装置13和第二干燥装置14；所述污泥反应处理装置1的出口端与所述第一固液分离装置7的进口端密封连接，所述第一固液分离装置7的出口端分别与所述第一洗涤装置11的进口端和所述精制处理装置3的进口端密封连接，所述第一洗涤装置11的出口端与所述第二固液分离装置8的进口端密封连接，所述第二固液分离装置8的出口端分别与所述精制处理装置3的进口端和所述第一干燥装置13的进口端密封连接，所述精制处理装置3的出口端与所述中和反应装置 4的进口端密封连接，所述中和反应装置4的出口端与所述第三固液分离装置9的进口端密封连接，所述第三固液分离装置9的出口端与所述第二洗涤装置12的进口端密封连接，所述第二洗涤装置12的出口端与所述第四固液分离装置10的进口端密封连接，所述第四固液分离装置10的出口端与所述第二干燥装置14的进口端密封连接；所述污泥反应处理装置1内设置有搅拌部件15，该搅拌部件15的作用是可以加快反应速率，缩短处理时间。

污泥反应处理装置1，其具体结构不作严格限制，可以为本领域常规装置，如反应罐等。第一固液分离装置7用于原料浆液以及残渣洗涤浆液的固液分离，对其形式不做严格限制，可以为本领域常规的固液分离装置，如压滤机，该压滤机可以为聚丙烯板材材质的板框压滤机，其过滤介质的孔径为600-700目。精制处理装置3的主体设备为离子交换塔，所用离子交换树脂具体型号不做严格限制，可吸附重金属离子和有色杂质即可。中和反应装置4 用于四号药品与处理液的中和，从而形成Al(OH)3沉淀，第二固液分离装置8用于对中和后的混合液进行固液分离，从而收集Al(OH)3沉淀，洗涤装置用于对Al(OH)3沉淀进行洗涤，干燥装置用于对洗涤后的Al(OH)3沉淀进行干燥，从而得到Al(OH)3产品。

利用上述污泥处理系统的铝业污泥处理方法，包括如下步骤：1)向铝业污泥中按比例加入一号药品，搅拌5～10min，然后加入一定量的二号药品，搅拌30min以上，形成均一的浆状混合液体，最后加入一定量的三号药品，搅拌均匀后放置5～10min，得到原料浆液；

2)利用第一固液分离装置7对上述原料浆液进行固液分离，得到含水率70％～80％的固体残渣和澄清滤出液，该固体残渣称为第一残渣，澄清滤出液称为第一滤液；

3)将上述含水率70％～80％的第一残渣置于洗涤装置中，加入一定量干净软水进行搅拌洗涤至浆状，然后对该残渣浆液进行在第二固液分离装置8中进行固液分离，分离得到的固体残渣在所述中和反应装置4中经过中和、干燥得到第二残渣，送外处理；所得到的滤液与步骤2)中的第一滤液混合，称为第二滤液；

4)在所述精制处理装置3中对所述第二滤液进行精制处理，脱除滤液中的有色杂质，同时除去滤液中的微量重金属，得到精制处理液；

5)向所述精制处理液中加入四号药品，同时不断搅拌，当溶液的pH为7.8～8.1时停止加入四号药品。溶液静置5min后，若pH仍为7.8～8.1，将其输入第三固液分离装置9中，取其滤饼进行反复的洗涤过滤，其洗涤次数需大于等于2次，将洗涤后的浆液送入第四固液分离装置，然后将分离得到的最终滤饼进行干燥，得到Al(OH)3产品。

优选的，所用药品按添加顺序依次为一号药品、二号药品、三号药品、四号药品，处理1kg污泥需要消耗浓度30％的一号药品50ml、浓度2mol/L的二号药品1.8L、三号药品 0.05～0.15g，浓度3mol/L的四号药品0.7～0.9L。

所添加一号药品的作用主要是氧化和脱色，一号药品和污泥的最佳比例为50ml/1kg，添加量过低会降低最终Al(OH)3产品的纯度和白度，添加量过高不会提高Al(OH)3产品的纯度和白度，从而造成药品浪费。

所添加三号药品是用于调节原料浆液的过滤特性，其添加的质量比例为 0.005％～0.015％，该比例直接影响步骤2)中原料浆液压滤分离所用时间、所述第一残渣的含水率、污泥减量率以及铝的回收率，最佳添加比例为0.01％。

第二残渣占原料污泥的质量百分比为9.5～12％，该第二残渣可用作水泥厂原料。

实施例一：

本实施例分为四组试验，控制一号药品的加入量为50ml，二号药品加入量为54L，三号药品加入量为0g、1.5g、3g、4.5g，四号药品加入量为24L，四组试验得到的结果如下表所示：

加入的一号药品占比不同，对分离的时间、滤饼的含水率有明显影响。其结果对比如下：

实施例二：

本实施例分为三组试验，控制一号药品的加入量分别为0、40ml、50ml、60ml，二号药品加入量为54L，三号药品加入量为3g，四号药品加入量为24L，三组试验得到的结果如下表所示：

采用本实用新型的上述方法对铝业污泥进行综合利用后，污泥的减量率达到88％以上；铝的回收率可达98％以上；Al(OH)3产品的纯度可以达到99％以上，白度达到96％以上； Al(OH)3产品中的铁含量仅为1‰左右。此外，处理后废液中的Al³⁺含量小于20ppm，Ca²⁺含量小于50ppm，Fe³⁺含量为5-10ppm，从而便于直接排放或进一步回收利用。