用废铝渣制备聚合硫酸铝

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1、万方数据化工环保ENVIRONMENTALPROTECTIONOFCHEMICALINDUSTRY2005年第25卷第5期用废铝渣制备聚合硫酸铝张雷，赵雅芝，全燮，陈硕，赵慧敏(大连理工大学环境与生命学院，辽宁大连116023)[摘要]将铝材厂前处理过程产生的废铝渣用硫酸溶解，然后加入有机添加剂等进行聚合反应，制备新型水处理剂——聚合硫酸铝(PAS)。用PAS与聚合氯化铝(PAC)进行絮凝对比实验，结果表明，对于硅藻土浊度水、水源水和工业废水等，PAS比PAC具有更优异的除浊、脱色、去除COD和悬浮物的效果。该工艺既可回收利用废铝渣，又可省去废渣处置费用，为废铝渣的

2、综合利用提供了实用技术。[关键词]废铝渣；酸解；絮凝剂；制备；聚合硫酸铝；综合利用[中图分类号]X705[文献标识码]A[文章编号]1006—1878(2005)05—0382一04废铝渣是铝材加工前处理过程产生的固体废物，我国每年要产生数千吨的废铝渣。废铝渣虽然经过浓缩，但含水率仍然很高，不仅占用大量的场地，而且其渗出液还会污染地下水体，对环境造成危害。但废铝渣中含有大量的有效成分氧化铝，是很好的工业原料来源。目前用于炼铝的高品质铝土矿、高岭土等矿物资源相对短缺，而且这类矿物资源存在着冶炼困难、溶出率低、能耗高的弊端⋯；而含铝废渣，特别是铝材加工产生的废铝渣不存在

3、溶出困难的问题，而且原料来源为废物，既可省去原料成本，又可省去废物处置费用。目前，废铝渣比较传统的综合利用方法是回收其中的有效成分氧化铝制成广泛应用的化学品，如硫酸铝、氯化铝等。但采用这种方法生产出来的化工产品，附加值较低嵋o。近年来，随着絮凝剂制备技术的成熟和发展，利用废铝渣制备高附加值的絮凝剂是一种更加经济合理的综合利用途径。1实验部分1．1原料废铝渣取自山东某铝材厂前处理工艺，其化学成分见表1。表1废铝渣的化学成分1．2试剂与仪器试剂：碳酸钠、有机添加剂、浓硫酸、硅藻土，均为分析纯；聚合氯化铝(PAC)，固体，山东淄博。仪器：SC2000—6混凝实验搅拌器，湖

4、北省潜江市梅宇仪器有限公司；WGZ一1数字式浊度仪，上海第三光学仪器厂；SHB一Ⅲ循环水式多用真空泵，郑州长城科工贸有限公司；DK一98一I电子恒温水浴锅，天津市泰斯特仪器有限公司；WMX微波密封消解COD测定仪，汕头环海工程总公司；DHG9145A型鼓风干燥箱，上海一恒科技有限公司。1．3工艺流程及制备方法废铝渣制备聚合硫酸铝(PAS)工艺流程见图1。将废铝渣粉碎，经计量后放人反应器中，加入适量水，用搅拌机将废铝渣搅拌成糊状，加入经计量的浓硫酸，加热进行反应，当反应至终点后将溶液冷却即制得适当浓度的液体硫酸铝，然后加入多种添加剂，在高剪切条件下进行聚合反应，在40

5、～60℃熟化1h，然后液渣分离，即制得聚合硫酸铝(PAS)，其性能指标见表2。废铝渣硫酸图l废铝渣制备PAS工艺流程1．4絮凝实验方法分别取1000mL硅藻土配制的浊度水、水源水和工业废水，加入一定量的絮凝剂(分别加入PAS和PAC)，用混凝搅拌器在搅拌转速250r／min下快速搅拌2min，在搅拌转速60r／min下慢速搅拌[收稿日期]2004—10—17；[修订日期]2005—02—25。[作者简介]张雷(1978一)，男，辽宁省新民市人，硕士研究生，主要从事水处理絮凝剂的研究与开发。万方数据第5期张雷等．用废铝渣制备聚合硫酸铝10min，静置10min后，在距

6、液面约2～3cm处吸取上清液，测定浊度、COD、色度和悬浮物的含量。表2聚合硫酸铝的性能指标1．5分析方法色度的测定采用稀释倍数法∞。；浊度的测定采用WGZ一1数字式浊度仪；COD的测定采用微波消解法旧o；三氧化二铝的测定参照文献[4]。2结果与讨论2．1废铝渣溶解条件的优化通过正交实验对影响废铝渣溶解的因素进行筛选，选出了影响液体硫酸铝制备的主要因素是硫酸加入量、水加入量和反应温度，然后对主要影响因素进行条件实验，选取最佳的工艺条件。2．1．1硫酸加入量分别用硫酸实际加人量与理论加入量比为0．8，0．9，1．0，1．1，1．2的硫酸进行反应，反应后对液体硫酸铝产品

7、中的铝(A1：O，)含量进行测定，结果见图2。图2硫酸加入量对产品中∞(Al。O。)的影响从图2可知，如果硫酸加入量不足，则反应不完全，使液体硫酸铝产品中有效成分降低；随着过量酸的加人，液体硫酸铝产品中Al：0，的含量没有明显提高。实验发现，当硫酸加入量过量时，废铝渣溶解液的酸度高，后续工艺碱化剂的加入量增加，造成浪费。实际生产中，硫酸可用工业硫酸和工业废酸代替，其加入量一般以理论加人量为宜。2．1．2水加入量在按理论量加入硫酸的条件下，分别按废铝渣与水的质量比为1-3，1：4，1：5，1：6，1：7的比例进行实验。结果表明，水的加入量过少，加热溶解、冷却之后，