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《膨润土生产洗涤剂用4a沸石过程中废酸液处理工艺研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。
1、膨润土生产洗涤剂用4A沸石过程中废酸液处理工艺研究喀一奇研究与开发c血愚基-r&Co….第6期2000年12月膨润土生产洗涤剂用4A沸石过程中废酸液处理工艺研究0刘志城郑坚董家椽须沁华韩设民.●_._.●一'_?.-.-一(1_南京太学化学系,江苏南京210093;2江西广丰非金属矿工业会司,江西334600)擅要r膨澜土生产洗涤剂用4A潍石中废酸液处理工艺是很重要和关键的一部分,关系到生产成本及环保达标.该研究提供了三种废酸j葭处理方法并研究了铵明矾法回收废酸液中铝的原理及工艺条件,并给出物科衡算和经济核算.4韶1关t词:?兰.?堡堕旦
2、堕哇.!一中田分类号:TQ649.4文献标识码:Ax7眇,.f碑文章鞠号:1001—1803(2000)06—0016—04众所周知,由于水质"富营养化"问题,为了保护和改善水质,我国部分湖泊流域的环保部门已出台法规,如在太湖和滇池流域禁止使用含磷洗涤剂,这意味着我国洗涤无磷化的开始.作为三聚磷酸钠(STPP)主要的替代品之一4A沸石,我国从1979年就开始研制生产,虽然取得不小进步,但进展不快,在质和量上都与国并存在不小的差距,究其原因主要是成本和质量过不了关.用黪润土为原料来合成可以有效降低洗涤剂用沸石的生产成本_1].而降低成本的关键一步就
3、是膨润土酸处理后废酸液的处理.同时,它也关系到环保能否达标的问题.膨润土经硫酸处理后,其中所含的铝,镁,铁等元素的氧化物被硫酸溶出,与未作用的硫酸一起构成废酸液.如果将它直接再循环用于下一次的酸处理,则将影响对氧化物的溶出效果,使最终产品质量变差].如将该废酸液抛弃,则在经济上不合算,同时还会带来环境的污染.因此,必须采用适当的方法进行废酸液的后处理,其主要的目的是尽量将其中的铝提取出来,同时将硫酸回收,实现循环利用.废酸液的铝被硫酸溶出后以硫酸铝的形式存在,通常可回收制备A1:(SO.)聚合Al(SO.)NaAIO,AlOn钾明矾,铵明矾等产品
4、.1废酸液后处理的三种工艺我们分别采用了三种工艺进行废酸液的后处理.1.1制硫酸铝Al2(SO.)_5多的铝离子,它会降低铝土矿中铝的溶出效率,而且在铝土矿缺乏的地方该工艺不适用.12制铝酸钠田2废酸液制铝酸钠工艺谴程示毫圈该工艺如图2所示,其难点在于:粗品Al(SO.)中所含的硫酸在中和过程中生成较多(NH)SO;同时中和所得的沉淀也比较难以进行过滤分离.1.3制铵明矾对膨润土酸处理过程所得到的酸浸母液及一次洗液用循环活化酸浸工艺进行后处理,其完整的工艺流程(包括酸处理过程)如图3所示.该工艺流程简单,采用封闭式循环,以生成溶解度小且容易过滤的
5、铵明矾的方式回收铝.滤液可返回酸处理,因此实现了酸液的循环利用.圈1废酸液目硫酸铝工艺谴程示毫田圈3废酸液制镀明矾工艺谴程示毫田该工艺如图l所示,它的缺点在于废酸液中含有较牧一日期:1999-1l—Z4l蕾回日期:2000-01—17第一作者筒介刘志艘(1975一).男,南京大学化学系97级研究生.联系电话(025)3595348通讯联系^.电话:025—3595920?16?第6期2000年12月刘志城等:睁润土生产洗涤剂用4A沸石过程中废磕液扯理工艺研究2工艺原理反应方程式如下所示1.Ah0,+3H.L^h(s0.b+31&.O2.2
6、NH~HCO3+H舳一(N)1SO,+2}b0+2CO~t3+Ab(s0.b+(N)+24H7O—一2《N)^l(s0.)2.12H~O4.6NIC~HC0)+Fe(SO,)s''+2Fe(OH),+3(Nm)ts0'+6c仉t5re~(S04,+【N)1s0.+24}b0_A一2(N)《s0'b.12HzO反应l～3为我们所需要的主反应,4～5为副反应第四个反应出现在加人碳铵过快或过多的情况下,并会使酸液变浑浊;而第五个反应则是主要的副反应,会影响铵明矾产品的质量.因此必须控制反应条件,以避免副反应的发生.3实验方法将图3流程所示的酸浸母液及一
7、次洗液送人铝回收反应釜中,各种液体的组成见表l.表1铝回收前后备液体的铝含量豆麓含量按Al(SO).:NHHCOa以约l:0.5的重量比缓慢加入NH.HCO.溶液,待气泡出完后升温至7O℃,搅拌30min,再冷却至室温,陈化过夜后,过滤即得循环酸液及粗铵明矾白色晶体.将粗铵明矾进行重结晶后,即可{5j得所需等级的铵明矾样品.酸液中各组分含量系采用常规的化学分析方法测定.铵明矾晶体结构及其质量分别采用南京大学测试中心的X一射线衍射分析仪及ICp电感离子藕合法测定.4实验结果4.1废酸浓度的影响由于酸浸母液及一次洗液的酸含量差别很大(见表1),为适应
8、不同酸液的处理需要,我们研究了酸浓度对合成铵明矾质量等的影响,结果见图4.其中铝与铁的转化率分别按处理前废酸液与处理后铵明矾中AlO及F
