生产活性白土的污染最小化技术.doc

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1、生产活性白土的污染最小化技术张永华　　摘要　在生产活性白土中，用低浓度的酸活化膨润土、循环使用废酸和洗涤水、分级洗涤产品和生产活性白土的同时副产硫酸铝等污染最小化技术。处理了废水又使硫酸的利用率达到94%，降低了生产成本。　　关键词　污染最小化技术　膨润土　制备　活性白土1　活性白土生产的污染及治理现状　　活性白土大量的用于石油的精炼，动、植物油的脱色、除臭，绝缘油的净化［1～3］，它也是化妆品、医药、涂料的原料。颗粒状的活性白土可做芳香烃重整、异构化、歧化的催化剂［4］。由膨润土制备活性白土，传统的方法是湿法，即将水、酸和膨润土按一定的比例在反应釜中混合，在100℃左右加热

2、、搅拌2～6h，产物经过洗涤、烘干、粉碎制成活性白土。用湿法生产活性白土，由于反应均匀而充分，经过洗涤除去了可溶性无机盐，产品性能稳定，脱色力强。活性白土对酸液的吸附量可以达到1∶1，脱酸和洗涤都比较困难。一般每生产1t活性白土，综合耗水30～40t。这些废水中含有大量的酸和无机盐。前苏联有人提出在反应液中添加硫酸钾或氯化钾，来减少洗涤次数，提高白土的活性［5］，但所需钾盐量大(以K2O计算是土重的2.5%～3.0%)，没有厂家采用此法。不少研究者试图用干法或半干法来生产活性白土，以解决废水问题，由于少量的酸与大量的膨润土很难混合均匀，酸在膨润土中扩散程度不可能一样，生成的无

3、机盐无法除去，生产的活性白土质量不稳定，脱色率低，达不到较高的质量标准，无法推广［6］。　　为了解决工业废水治理难的问题，国际上的环保专家提出了污染最小化概念［7］，改进生产工艺和生产技术，使生产的每一个环节都减少污染物的生成和排放。参照国内外印染行业废水回收、利用的工艺和清洁生产手段，我们对湿法生产活性白土的工艺进行了研究，在生产活性白土的同时副产硫酸铝，解决了废水问题，使硫酸的利用率达到94%以上，降低了生产成本。2　活性白土的生产工艺和污染最小化技术2.1　活性白土的生产工艺流程　　膨润土矿粗选(除砂、石及有机杂质)→粉碎至200目→酸活化→脱酸→一次洗涤→二次洗涤→三

4、次洗涤→四次洗涤→中和→固液分离→烘干、粉碎→活性白土。2.2　污染最小化技术2.2.1　使用低浓度的酸活化膨润土　　膨润土是多孔型物质，比表面积大约是60～100m2/g，经活化后其比表面积增至200～400m2/g，是一类强吸附剂。在膨润土活化过程中吸附酸液后其重量增加1倍。活化后的洗涤是脱附过程，活化所用的酸浓度越高，洗涤越困难，耗水量越大。一般活化膨润土所用酸的浓度是2.5～3.0mol/L，固液比为1∶2，生产每t活性白土耗水30～40t。有些厂使用2.0～2.25mol/L浓度的酸，固液比为1∶3，洗涤耗水量相近。我们使用1.75～2.25mol/L浓度的酸，固液

5、比为1∶2活化膨润土，时间延长1.0～1.5h，不但保证了活性白土质量，而且大大降低了洗涤水的用量。2.2.2　对产品进行分级洗涤　　膨润土活化后的洗涤过程是一个脱咐过程，酸在水和白土之间重新分配，遵守“分配定律”。当用一定量的水洗涤活性白土时采用少量多次比多量少次效率高。我们分五次对产品进行洗涤，每次洗涤时都把泥饼充分分散在洗涤液中，放置一定时间，使酸在水和白土之间的分配达到平衡，然后过滤。最后一次洗涤用碱中和，以保证活性白土质量，减少洗涤水的消耗量。2.2.3　回收废酸液用于膨润土的活化和制取硫酸铝　　膨润土活化后，固液分离得到废酸，其中含有大量的硫酸和K+、Na+、Ca

6、2+、Mg2+、Al3+、Fe2+、Fe3+等离子，以Al3+浓度最高。废酸液密度小于1.2时送回反应釜，用于配制活化膨润土的反应液。当密度大于1.2时，硫酸铝的含量很高，稍加浓缩即可析出硫酸铝晶体。分离出硫酸铝晶体的母液，含有较多的硫酸仍可送回反应釜用于膨润土的活化。如果母液颜色较深，含铁较多时，可浓缩后冷却、固化，切成块直接送造纸厂用于污水处理。2.2.4　回收洗涤水用于膨润土的活化和产品的分级洗涤　　膨润土活化、脱酸后，经四次洗涤一次中和，五次洗涤水分别放置，称为一洗水、二洗水、三洗水、四洗水、五洗衣。一洗水与一定比例的回收酸、硫酸配合用于膨润土的活化。二洗水用于产品的

7、第一次洗涤，三洗水用于产品的第二次洗涤，以此类推。最后用清水分散，碱中和至pH=5。由于使用含有不同浓度的硫酸的洗涤水洗涤产品，这种洗涤称分级洗涤，或叫梯度洗涤。2.2.5　用石灰水中和　　用石灰水中和剩余的硫酸生成不溶性硫酸钙，避免增加洗涤水中盐的浓度。经测定，分散在膨润土颗粒之间新形成的硫酸钙微粒很小，比表面积很大，也具有强吸附性和脱色力。3　使用污染最小化技术的效果3.1　回收酸和洗涤水对膨润土活化的影响　　活性白土的主要质量指标是脱色率和活性度。我们用内蒙古兴和地区和河北省阳原地区的膨润土做了对