利用废铝渣生产水处理剂_硫酸铝的研究_龚盛昭
铝灰制备高纯硫酸铝的工艺研究
研表明，目前铝灰处理可分为有价组分提纯法和残渣整体资 源化，提纯法主要有金属铝、氧化铝氢气和氯盐等组分，资源 化制备建材耐火材料及其他材料。为了进一步提升铝灰的资 源化利用水平，一些新的铝灰利用方式不断被开发。因此，本 文采用铝灰制备 Al2(SO4)3，为铝灰的工业化应用奠定理论基 础。
收稿日期 ：２０２１－０７ 基金项目 ：国家级大学生创新创业项目（采用铝灰制备高纯硫酸铝的工艺 研究，项目编号 ：２０１８１０９７７００８）；贵州省科技厅基础研究计划项目基金 （ 黔 科合基础 ［２０１９］１２９２ 号 ） ；六盘水市冶金固废资源化及环境保护科技创新团队 （５２０２０－２０１９－０５－０８）。 作者简介 ：杨娜，女，生于 １９９７ 年，贵州凤冈人，本科，研究方向 ：冶金 固废资源综合利用。 通讯作者简介 ：朱山，男，生于 １９８９ 年，重庆奉节人，博士，副教授，研 究方向 ：溶剂萃取及其机理研究。
铝灰的处理和再利用是铝工业生产链中的最后一环，是 公认的世界性难题 [6，7]。目前铝灰的处理方式主要以堆存为 主，不仅占用大量土地，铝灰内含有的有害物质对人气健康 及生态环境安全造成严重的威胁 [8-10]。由于铝灰中含有较多 的金属铝和氧化铝，是一种具有综合利用价值的工业废弃物。 因此，提高铝综合回收利用率，实现铝灰有价组分回收及资 源化利用是落实循环经济、节能减排正常的要求，是建设生 态文明的重要保障措施 ；同时，铝灰的回收及资源化处理可 以降低铝灰的处理成本和减少对环境的污染 [2]。根据文献调
铝灰是冶炼过程中产生于转炉盐层下部，由氧化铝、金 属铝和其他杂质形成成分复杂的盐渣 [1，2]。近年来，我国铝工 业迅猛发展，产量持续增长，已成为世界主要的铝生产国 [3]。 炼铝时产生的大量铝灰，主要来源于电解铝厂、再生铝厂等 铝冶炼企业。这些铝灰堆积在厂区或填埋，不仅造成资源的 浪费，同时也带来环境的污染，因此加强对铝灰的再利用已 势在必行 。 [4，5]
废铝制备硫酸铝实验报告
一、实验目的1. 了解废铝制备硫酸铝的原理和方法；2. 掌握实验操作步骤和注意事项；3. 提高实验操作技能，培养团队合作精神。
二、实验原理废铝与氢氧化钠溶液反应，生成偏铝酸钠和氢气。
偏铝酸钠与稀硫酸反应，生成氢氧化铝沉淀，氢氧化铝与稀硫酸反应，生成硫酸铝溶液。
通过蒸发浓缩、冷却、结晶、过滤、干燥等步骤，得到硫酸铝晶体。
反应方程式如下：2Al + 2NaOH + 2H2O → 2NaAlO2 + 3H2↑NaAlO2 + H2SO4 → Al(OH)3↓ + Na2SO42Al(OH)3 + 3H2SO4 → Al2(SO4)3 + 6H2O三、实验材料与仪器1. 实验材料：- 废铝- 氢氧化钠溶液- 稀硫酸- 二氧化碳气体- 烧杯- 漏斗- 玻璃棒- 铁架台- 铁夹- 滤纸- 酒精灯- 冷水- 恒温水浴锅- 电子天平2. 实验仪器：（1）烧杯：用于溶解废铝、反应、蒸发浓缩等；（2）漏斗：用于过滤、洗涤等；（3）玻璃棒：用于搅拌、引流等；（4）铁架台：用于固定烧杯、漏斗等；（5）铁夹：用于固定烧杯、漏斗等；（6）滤纸：用于过滤；（7）酒精灯：用于加热；（8）冷水：用于冷却；（9）恒温水浴锅：用于恒温；（10）电子天平：用于称量。
四、实验步骤1. 准备工作：将废铝清洗干净，备用。
2. 步骤1：取一定量废铝，放入烧杯中，加入足量的氢氧化钠溶液，充分反应。
反应过程中，不断搅拌，使反应充分进行。
3. 步骤2：待反应完成后，将烧杯放置在铁架台上，用漏斗过滤，收集滤液。
4. 步骤3：将滤液放入另一个烧杯中，边搅拌边滴加稀硫酸，调节溶液pH值为8～9。
观察反应现象，直至出现白色沉淀。
5. 步骤4：将烧杯放置在铁架台上，用漏斗过滤，收集白色沉淀。
6. 步骤5：将白色沉淀放入烧杯中，加入足量的稀硫酸，充分反应。
反应完成后，再次过滤，收集滤液。
7. 步骤6：将滤液放入烧杯中，用酒精灯加热，蒸发浓缩。
待溶液浓缩至一定程度后，停止加热。
用废铝渣制备聚合硫酸铝
用 废铝 渣溶 解 制 备 的液 体 硫 酸铝 作 为 Ｐ ＡＳ的 原料 ， 与添加 剂进 行原 料 配 比后 ， 特定 的 工艺 条件 在
下， 进行 聚合 反 应 。 实验 选 择 搅 拌 转 速 为 ２ ０ ０～ ０ ４０ ０ｒｍｉ 、 拌 时 间 为 ３ ４ ｎ 熟 化 温 度 为 ０ ／ ｎ搅 ０～ ０ ｍｉ 、 ４ ６ ０～ ０℃ 、 化 时 间 约 为 １ｈ 熟 。关 于该 部 分 的 详 细 论 述请 参 阅文献 。 ２ ３ 絮凝 实验 ．
仪 器 ： Ｃ ０ ０— Ｓ ２ ０ ６混凝 实验搅 拌 器 ， 北 省潜 江 湖 市梅 字仪 器有 限公 司 ； Ｚ一１ 字式 浊度 仪 ， 海 ＷＧ 数 上 第三 光学 仪器 厂 ； Ｈ Ｓ Ｂ一１循 环水 式 多用 真空 泵 ， １ Ｉ 郑
州长 城科 工 贸有限 公 司 ； Ｋ一９ Ｄ ８— １电子 恒 温水 浴
将废 铝 渣粉碎 ， 计量后 放 人 反应器 中 ， 入适 经 加 量水 ， 用搅 拌 机将 废铝 渣搅 拌成 糊状 ， 入经计 量 的 加 浓硫 酸 ， 热进 行 反应 ， 加 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 ， 后 加 入 多种 添加 然
剂 ， 高剪 切 条 件下 进 行 聚 合 反应 ， ４ 在 在 ０～６ ０℃ 熟
下具 有显 著 的除浊 效 果 ， 能是 由于 在 聚合 硫 酸 铝 可 制备 过程 中添 加 了有机 高分 子物 质 的缘 故 。有 机 高 分子 物质 在 絮凝 过程 中充 分发 挥 卷扫 吸附架 桥 的作
冷却之 后 ， 有硫 酸铝 晶体析 出 ， 不能参 与后续 的聚合
维普资讯
废铝 渣 是 铝 材 加 工 前 处 理 过 程 产 生 的 固体 废 物 ， 国每 年要 产 生数 千 吨 的废 铝 渣 。废 铝 渣 虽然 我
利用铝型材厂废铝渣制备聚合氯化铝的研究
ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｏ ｆ ｌ ｉ ｑ ｕ ｉ ｄ ｔ ｏ ｓ ｏ ｌ ｉ ｄ ｗａ ｓ １ ． ５ ｍｕ ｇ ． Ｕｎ ｄ ｅ ｒ ｔ ｈ ｅ ｓ ｅ ｃ ｏ ｎ ｄ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ， ｔ ｈ ｅ ｌ ｅ ａ ｃ ｈ ｉ ｎ ｇ ｒ ａ ｔ ｅ ｏ ｆ ａ ｌ ｕ ｍｉ ｎ ａ ｗａ ｓ １ ３ ． ０ １ ％． Ｗａ ｓ ｔ ｅ ｗ ａ ｔ ｅ ｒ ｉ ｎ ｍｉ ｄ ｄ ｌ ｅ
第４ ６卷 第 ４期
２ ０ １ ４年 ０ ４月 Nhomakorabea无 机 盐 工 业
Ｉ ＮＯＲＧＡＮＩ Ｃ Ｃ ＨＥＭＩ Ｃ ＡＬ Ｓ Ｉ ＮＤＵ Ｓ Ｔ ＲＹ ５ ３
利用铝型材厂废铝渣 制 备聚合氯化铝 的研究木
刘 细祥 ， 吴 启琳 ， 史兵 方 ， 兰翠 玲
（ 百 色 学 院化 学 与 生 命 科 学 系 ， 广西 百 色 ５ ３ ３ ０ ０ ０ ）
ｍｅ ｎ ｔ ， ｔ ｈ ｅ ｏ ｒ ｔ ｈ ｏ ｇ ｏ ｎ ａ ｌ ｅ ｘ ｐ ｅ ｉｍｅ ｒ ｎ ｔ ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｗａ ｓ ｕ ｓ ｅ ｄ ｔ ｏ ｏ ｐ ｔ ｉ ｍｉ ｚ ｅ ｔ ｈ ｅ ｐ ｒ ｅ ｐ ａ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｃ ｏ ｎ ｄ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ． Ｔ ｈ ｅ ｏ ｐ ｔ ｉ ｍａ ｌ ｐ ｒ ｅ ｐ ａ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｃ ｏ ｎ ｄ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ
利用工业含铝废渣生产高效水处理剂聚合氯化铝
聚合氯 化铝 传 统 工艺 生 产 采 用 铝 矾 土 、 铝灰 等 原 料 ， 在原 料成 本高 ， 产过程 产 生 的废 物污 染环 存 生
境 等 缺点 。某 厂在化 工产 品 的生产 过程 中产 生含 铝 废渣 ， 去用作 铺 路 、 过 制砖 等建 筑 材 料 ， 但 浪 费 了 不 资源 ， 而且 会造 成 二 次 污 染 。笔 者 利用 该 厂 的含 铝
１ ４ 试 验 条件 ．
ａ投 料 比（ 量 比） 含 铝 废 渣 ：盐 酸 （ ０ ） 质 ： ３ ％）：
硫酸 （８ ）： 一１： ． ８ ０ ０ ８６：１ ５ ９ 水 ０ ３ ６： ． ３ ．；
ｂ 常压 反应 ： ） 温度 ３ ～４ ０ ５℃ ， 反应 ２ ５ ． ； ． ～３ ５ ｈ ｃ 聚合 反应 ： ） 常温 常压 ， 应 １ ； 反 ｈ ｄ 精制 ： 温至 ５ ） 升 ０℃ ， 保温 ２ ５ｈ ． 。 ２ 产 品性 能指标 试验 制得 的液体 聚 合氯化 铝 产品质 量测 试结果
合 国家 聚合 氯化 铝一等 品标 准 。
３ 净化 效果试 验
制 备 聚合 氯 化 铝 的试 验 工艺 流 程 如 图 Ｉ所 示 。
在具体 的操 作 中 ， 变 硫 酸 和盐 酸 的配 比进 行产 品 改
性质试 验Ⅲ 。在 制 备 聚合 氯 化 铝 的 过程 中 ， 冲洗 反 应设 备 以及 试验 过 程 中产生 的废 水 进 行 闭路 循 环 ，
ＪＩ． ０ ６ Ｄ，２ ０ Ｌ
利 用 工 业含 铝 废 渣 生产 高效 水 处 理 剂 聚 合 氯 化 铝
张 汉 杰
（ 城市环境保护科学研究所 ， 苏 盐城 盐 江 ２４０） ２ ０ ２
摘要 ： 利用 工业 含铝 废渣 生 产 高 效 水 处 理 剂 聚 合 氯 化 铝 。 给 出 了含 铝 废 渣 经 常 压 反 应 、 合 反 应 、 聚 精制 、 干燥 生 产 聚 合 氯 化 铝 的 工 艺 路 线 ， 定 了优 化 工 艺 条 件 ， 某 化 工 产 品 开 辟 了 一 条 清 洁 生 产 和 循 确 为 环 经 济 的途 径 。 关 键 词 ： 铝 废 渣 ； 效 水 处 理 剂 ； 合 氯 化 铝 含 高 聚 中 图 分 类 号 ：Ｔ ３ ． 文献 标 识 码 ： Ｑ１ ３ １ Ａ 文章 编 号 ：０ ６ ９ ６ ２ ０ ）３— ０ ７ ２ １ ０ —７０ （０ ６ ０ ０ ３ —０
利用废催化剂铝渣研制水处理剂
Ｔｅ ｈ ｏｏ ｙ＆ Ｅ ｏ ｏ ｃ ｅｒ ｃ ｅ ｃ ｌ ｃ ｎ ｌｇ ｃ ｎ ｍｉ ｓｉ Ｐ ｔｏ ｈ ｍｉａｓ ｎ 第２ 卷 ６Fra bibliotek第１ 期
２１ 年 ２ 月 ００
～技 一
利用 废催 化剂 铝 渣研 制水 处 理 剂
天 干 吴 平
（ 中国石 化上 海石 油化 工股份 有限公 司环保 中心 ，０５０ ２０４ ）
开发 价值 。
１ 工艺路线
醛 在催化 剂作用 下 经缩 合 反 应生 成 醋 酸 乙酯 ， 每 年 产生约 ２０ｔ ０ 的废 催化 剂 铝渣 。铝 渣 为浅 灰 色 粉末 ， 偶而 为 黄绿 色结 块 ， 有 Ａ （ Ｈ） ＡＣ 含 ｌ Ｏ 、 １１， 少量 ｚ 、ｅ较 多 有机 物 等 ， 危 险 固体 废弃 物 。 ｎＦ ， 属 由于废 渣有机 物 含量 较 多 ， 量低 组 成复 杂并 包 质 埋在铝 化合物 内 ， 上废渣粒 子 为微 米级 ， 以分 加 难 离， 只能进行 焚 烧处 理 。但 在 大规模 焚烧 时会 发 生燃爆 ， 有必要 另找一 条途径处 置这类 废渣 。
废渣 为基本 含铝 原料 的生 产 装置 ， 择 低 渣合 成 选 工艺较 为合理 。对 于能适 应多种 含铝原 料 的生产
Ｐ Ｃ的化学形 态 是铝 的羟 基 聚合 形 态 ， 实 Ａ 它 际 是 铝 水 解 聚 合 反 应 过 程 中 动 力 学 的 中 间 产
物 』 。铝的水解聚合反应过程及其 形态组成复
一
１ １ 废渣 的基 本特性 ．
正常生产工艺 条件下 ， 醋酸乙酯装置废渣 的成
分为 ： Ｉ Ｏ ３０ ， ｎ １ ２ ， Ｉ１ ％ ， 缩 醛 Ａ （ Ｈ）４ ％ Ｚ Ｃ２ ％ ＡＣ３ １ 乙
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利用废铝渣生产水处理剂———硫酸铝的研究
龚盛昭,韦有燧
(广东轻工职业技术学院轻化工程系,广东 广州 510300)
摘 要:将铝材厂排放的废铝渣与硫酸反应制备水处理剂硫酸铝,可达到回收利
用废铝渣的目的,既减轻铝材厂的废渣处理负担,又能创造一定的利润,具有治理和
综合利用的双重功效。
关键词:废铝渣;水处理剂;硫酸铝
1 前言
废铝渣是由铝材厂电解车间排放的一种工业废
渣,其来源可用如下电解反应式表示:
阴极:4Al 3++12e ※4Al
阳极:12AlO 2--12e ※6Al 2O 3+3O 2
废铝渣的主要成分是三氧化二铝,其中含水约
80%左右,为运输方便一般进行晒干处理,但仍含水
50%～60%。
目前大多数企业对废铝渣一般不进行处
理和综合利用而是直接填埋,既污染环境又浪费资源。
而利用废铝渣生产硫酸铝,则可达到既利用资源又创造利润的目的。
硫酸铝作为水处理剂在水质净化方面用量很大,可用于处理污水和工业废水,也可用于处理自来水。
2 生产方法2.1 反应原理Al 2O 3+3H 2SO 4+15H 2O ※Al 2(SO 4)3·18H 2O
2.2
生产工艺流程 将含水50%～60%的废铝渣粉碎,经计量后放入
反应锅中,加入适量水,用搅拌机将废铝渣搅拌成糊
状,加入经计量的工业硫酸,加热煮沸反应一定时间,
当反应到终点后进行过滤,去除不溶性杂质,继续加热
蒸煮浓缩到一定浓度后趁热出料,经空气冷却后凝结,
将其破碎,即可包装,可得含量(以Al 2O 3计)约15%的
产品。
2.3 结果与讨论
2.3.1 水加入量的确定
不同厂家的铝渣含水量一般有一定的差别,所以
铝渣运回后要进行水分含量测定和有效成分测定,以
确定加水量和加硫酸量。
水加入量与铝渣含水量之和
以大于反应所需水量10%为宜。
2.3.2 硫酸用量的确定
硫酸可用工业硫酸,也可用工业废酸,其用量对产
品的质量影响较大。
如果硫酸用量不足,则反应不完
全使产品中有效成分降低;如果硫酸过量,产品冷却后
不能凝结成硬块,而且表面出现“出水”现象。
所以硫酸用量一般以计量用量为宜。
2.3.3 出料浓度对产品的影响蒸煮的目的是为了去除水分,但水分如果去除太多,则使产品结晶水含量降低,使产量品硬度增大,难于破碎;而如果出料浓度太小,使含水率增大,有效成分含量降低,而且产品潮湿,不易包装。
当反应到终点时,反应液的浓度约35°Be ,一般以蒸煮到65°Be 出料为宜。
2.3.4 加热对反应的影响三氧化二铝与硫酸的反应是一种放热反应,反应无需加热也能进行,但反应较慢,耗时较多。
加热的目的就是为了提高反应速度,同时浓缩反应产物。
2.3.5 反应终点的判断可用两种方法判断反应终点:经验法和化学法。
经验法就是从反应液中取出一定样品,用肉眼观察透明度,如果澄清透明,则说明反应已基本完成。
化学法就是取3mL 样品加入0.5mL 1mol /L 的硫代硫酸钠溶液中,观察3min ,如果溶液澄清,不出现浑浊现象,则认3
为反应已完成。
经验法对于熟练工人来说比较适用,化学法操作比经验法复杂,但准确度比经验法高。
3 产品应用
将生产的产品用于广州某造纸厂、广州某自来水处理厂、广州某漂染厂的水处理车间,使用结果说明用废铝渣生产的硫酸铝与市售硫酸铝使用效果一致。
4 经济分析
硫酸价格为400元/吨,生产1吨硫酸铝约需消耗0.47吨工业硫酸,即生产1吨产品需188元用于购买硫酸,如果当地企业有废硫酸的话,那么用于硫酸的费用还可大大降低。
废铝渣由铝材厂免费提供,只需花费运输费用。
目前硫酸铝的价格约800元/吨左右,该工艺有较大的利润空间,在铝材厂比较集中的地区利用铝渣生产硫酸铝是切实可行的。
5 结论
废铝渣可以说是铝材厂的一个包袱,而如果利用废铝渣生产硫酸铝,则可以变废为宝,达到综合利用的目的。
另外,该工艺有较大的利润空间,有条件的地方可考虑用此方法回收废铝渣。
(责任编辑/翟 昕)
文摘选萃
锑废料炼制高纯超细三氧化二锑
由湖南桃江县虎山锑锌制品厂研究开发的锑杂废料冶炼精锑、高纯超细三氧化二锑技术,已于近期通过了湖南省科委组织的鉴定。
鉴定认为,该技术属于国内领先水平,是一项变废为宝,引导锑冶金技术改革的新成果,具有十分广阔的推广前景。
该技术具有设备投资少,生产流程短,操作简单,劳动强度小,锑资源广,环境无污染,金属直收率高,产品纯度好,适应市场需求,生产成本低等优点,同时还能捕集回收贵金属金、银等,完全以低成本解决了锑行业对高铅锑料、复杂锑料无法回收以及二氧化硫污染环境的难题,是一项可行的金属再生技术。
(毛麒瑞)
钯市场需求骤增
随着西方各国严格控制汽车尾气排污规定的实施,用钯取代铂的消费量将明显增加。
钯还是宽屏幕彩电、移动电话、电脑等电子产品不可缺少的原料。
可以预计,钯作为铂族金属之一的市场需求将会骤增。
当前,世界汽车的拥有量日益扩大,作为汽车尾气净化的催化剂,对铂族金属的需求也随之坚挺。
美国、日本及西欧是拥有汽车最多的国家。
这些国家正在实施低排污汽车计划(NLEV),美国新的规定要求汽车的废气排放量减少40%,尤其是对柴油发动机更有严格的要求。
欧盟还作了一项新的规定,汽车行驶8万公里或5年后必须检验尾气的排放,控制汽油的含硫量,禁止使用含Pb汽油。
西欧各国尤其是德国还从税收上鼓励生产和使用清洁汽车。
日本对汽油车排污要求从2000年10月起把一氧化碳、碳氢化合物以及氧化氮的排放量减少70%,而且控制摩托车的使用量,减少碳氢化合物的排放量,这将使得钯取代铂的趋势明显增强。
据统计,1998年铂的工业消费量下降了4万盎司,然而钯的消费量却增长了20%,达到415万盎司。
在1998年中,俄罗斯铂的供应量趋于减少,而钯的销售量估计为510万盎司,其中至少逾半数来自库存。
俄罗斯钯的销售量已连续第5年大大超过其生产量。
去年,世界从废汽车用催化剂回收的再生钯比上一年增长了23%,达到15.5万盎司,预计未来的增势将继续强劲。
因此,今后随着西方世界控制汽车尾气排放法规的日趋严格,汽车工业用催化剂将大量消费钯。
世界钯的主要产地是俄罗斯,俄罗斯为了获得外汇不惜大量抛售钯,致使钯的库存量大大下降。
从目前各国来看,钯的出口量也没有大的增长。
因此,钯的供应仍然不足,其价格也将随之上扬。
我国虽有金川有色金属公司产钯,但钯的产量不高。
(毛麒瑞)
4。