用废铝渣制备聚合硫酸铝
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]
用炼铝产废料制备硫酸铝晶体的工艺流程
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实验八由废铝箔制备硫酸铝
氢氧化铝的生成和洗涤
将滤液加热近沸，在不断搅拌下滴加
3mol ·dm-1 H2SO4溶液，使其pH=8~9，继 续搅拌煮沸数分钟，静置澄清。于上层清液 中滴加H2SO4溶液检验沉淀是否完全。待沉 淀完全后，静置，弃去清液。先用煮沸的去 离子水以倾析法洗涤Al（OH）3沉淀2~3次， 然后抽滤，并继续用沸水洗涤，直至洗涤液 pH值降至6~7，抽干。
产品检验------铁含量的检验
称取0.5g样品置于小烧杯中，用5cm3去离子水溶解， 加入1cm36mol ·dm-3HNO3和1cm3 2mol ·dm-3 H2SO4，加热至沸，冷却，转移至50 cm3比色管中 （用少量水冲洗烧杯和玻璃棒，一并倾入比色管 中），加10cm315%NH4SCN溶液，加水至刻度， 摇匀。所得颜色与标准试样比较，确定产品级别。 标准试样的制作：分别准确移取5、10和20cm3铁标 准溶液（含Fe3+0.1mol ·dm-3），用上述方法处理， 得到一、二和三级试剂的标准。
一、目的要求 二、实验原理 三、实验用品 四、实验步骤 五、思考题
目的要求
1、了解用铝制备硫酸铝的方法。 2、掌握沉淀与溶液分离的几种操作方法。 3、进行废物利用。
实验原理
2Al+2NaOH+6H2O=2Na[Al(OH)4]+3H2 ↑ 2Na[Al(OH)4]+H2SO4=2Al(OH)3 ↓+Na2SO4 +2H2O 2Al(OH)3+3H2SO4=Al2(SO4)3+6H2O
氢氧化铝的生成和洗涤 硫酸铝的制备
产品检验------铁含量的检验
四羟基合铝酸钠的制备
用炼铝产废料制备硫酸铝晶体的工艺流程
将铝生产过程中的废料变成闪发光的硫酸铝晶体的旅程是相当冒险的！图片：废品就像一个宝箱里面充满了氧化铁和硅等杂质我们的任务是释放其隐藏的潜力。
我们从一个小浸出开始，用一种神奇的溶剂抽取出从宝箱的杂质。
将固体杂质与液体分开用我们可靠的过滤器等等，还有更多！我们把一分一秒的降水撒入混凝土中让杂质安顿下来表
现得像固体一样这是为下一个神奇旅程准备高纯度溶液的秘方我们
把浪费变成奇迹，一次一个闪光！
一旦所有的垃圾都取出，干净的液体就会经历一个叫做结晶的过程。
这就是我们加热它的地方制造出硫酸铝晶体我们必须非常小心温度和温度的降温速度，以确保晶体是正确的。
冷却后，晶体开始出现，我
们可以从液体中取出。
然后我们冲洗干燥它们以除去任何残留的枪炮和水，这就是我们如何结束良好的，纯铝的硫酸晶体。
在铝矿生产过程中从废料中制取硫酸铝结晶的过程需要采取一种系统
的方法，以最大限度地利用资源并尽量减少环境影响。
这项工作涉及
仔细处理废品以去除杂质，然后经过精心控制的结晶过程以产生出高
质量的硫酸铝晶体。
由此产生的晶体可被有效地用于各种工业应用，
包括水处理、造纸和染色工艺，从而促进我国的工业和环境政策。
这
一做法符合我国政府对可持续发展、资源效率以及促进工业部门中有
利于环境的做法的考虑。
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。
含铝废渣制备聚硅酸铝铁絮凝剂处理造纸废水
含铝废渣制备聚硅酸铝铁絮凝剂处理造纸废水
刘晓红;荀开昺;杨方麒;邱舜国
【期刊名称】《无机盐工业》
【年(卷),期】2016(48)3
【摘要】以铝合金废渣为原料制备了聚硅酸铝铁(PAFSC)絮凝剂.通过单因素实验优选出盐酸浸取铝合金废渣最佳条件:反应时间为20 min,反应温度为80 ℃,盐酸浓度为6mol/L,盐酸与铝物质的量比为3∶1.在此条件下铝的浸取率＞95％.用浸取铝合金废渣得到的氯化铝溶液制备聚硅酸铝铁絮凝剂,并用于处理造纸废水.当聚硅酸铝铁絮凝剂投加量为400 mg/L时,其对造纸制浆废水COD、色度的去除率分别达到68％、92％.聚硅酸铝铁絮凝剂处理造纸制浆废水的效果优于聚合氯化铝(PAC)絮凝剂.
【总页数】3页(P63-65)
【作者】刘晓红;荀开昺;杨方麒;邱舜国
【作者单位】南昌大学资源环境与化工学院,江西南昌330031;南昌大学资源环境与化工学院,江西南昌330031;南昌大学资源环境与化工学院,江西南昌330031;南昌大学资源环境与化工学院,江西南昌330031
【正文语种】中文
【中图分类】TQ133.1
【相关文献】
1.新型含硼聚硅酸铝铁絮凝剂处理造纸废水及其性能的研究 [J], 刘琳;张安龙;罗清;景立明;赵登
2.新型含硼聚硅酸铝铁絮凝剂处理造纸废水的研究 [J], 赵登;张安龙;景立明;罗清
3.铝灰制备聚硅酸铝铁絮凝剂处理制药废水 [J], 刘晓红;荀开昺;杨方麒;邱舜国
4.聚硅酸铝铁絮凝剂的制备及对含Cd2+废水处理研究 [J], 刘德汞;缑星;赵慧茹;张平
5.聚硅酸铝铁/改性壳聚糖复合絮凝剂对造纸综合废水的处理研究 [J], 赵阳; 赵玉真; 张永明; 郭准; 苗宗成
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聚合硫酸铝合成新工艺的研究
聚合硫酸铝合成新工艺的研究
本研究旨在探索一种高效、环保的聚合硫酸铝合成新工艺。
首先，我
们对传统的聚合硫酸铝合成工艺进行了分析和改进。
传统工艺中所使用的
铝源一般为明矾，其存在着能耗高、反应速度慢等问题。
因此，本研究尝
试使用其他铝源代替明矾，如工业废渣中的铝资源等。
经过实验验证，我
们发现工业废渣中的铝资源可以有效替代明矾，同时可以减少能耗，提高
反应速度。
其次，我们优化了聚合硫酸铝合成反应的工艺参数。
通过对不同温度、pH值、搅拌速度、添加剂浓度等参数的实验研究，确定了最佳的合成条件。
实验结果表明，在一定温度和pH值的范围内，提高搅拌速度和添加
剂浓度可以显著提高聚合硫酸铝的产量和品质。
此外，我们还考虑了废水处理和资源循环利用的问题。
通过合理设计
废水处理系统，将废水中的有害物质进行去除和回收，以减少对环境的污染。
此外，我们还将研究过程中产生的废渣进行资源化利用，如制备陶瓷
材料等。
最后，为了验证新工艺的可行性和经济性，我们进行了实际生产试验。
将所得到的聚合硫酸铝产品进行性能测试，如粒径分布、离子含量等，在
达到规格要求的情况下，进行成本分析和能耗评估，以确保新工艺的可行
性和经济效益。
综上所述，本研究通过对传统聚合硫酸铝合成工艺的优化和改进，尝
试使用其他铝源，优化反应条件以及废水处理和资源循环利用，提出了一
种高效、环保的聚合硫酸铝合成新工艺。
通过实际生产试验，验证了新工
艺的可行性和经济性。
这一研究为聚合硫酸铝合成工艺的改进和发展提供了有价值的参考。
利用含铝废硫酸和废铝渣制备聚合硫酸铝
［关键词］ 含铝废硫酸；废铝渣；聚［文献标志码］ A
［文章编号］ 1006-1878（2018）05-0605-04
［DOI］ 10.3969/j.issn.1006-1878.2018.05.021
Preparation of polyaluminum sulfate from aluminum-containing waste sulfuric acid and chemical sludge aluminum
JIANG Yinfeng1，ZHU Mengbing2
（1. Jiangsu Yongbao Environmental Company Ltd，Jiangsu Engineering Research Center for Reclamation Management of Hazardous Wastes，Changzhou Jiangsu 213119，China；2. School of Materials Science and Engineering， Changzhou University，Changzhou Jiangsu 213164，China）
·606·
化工环保 ENVIRONMENTAL PROTECTION OF CHEMICAL INDUSTRY
2018年第 38卷
效混凝剂PAS，具有较高的附加值，同时也为缓 解原料紧张提供了一种更加经济合理的综合利用 途径［1-3］。
1 实验部分
1.1 原料 、试剂和仪器 废铝渣和含铝废硫酸取自常州某铝制品加
聚合硫酸铝（PAS）是聚合铝的一种。同其他
无机高分子混凝剂一样，它不但可以除浊、脱色、 除臭，还对废水中微生物、细菌和藻类等有较高的 去除率，是一种高效新型水处理药剂。
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 ）
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报废梯黑铝装药提取制备硫酸铝工艺研究
Ａ （Ｏ） ｉｏ ｇ ￣Ｕｙ ｈ Ｓ ｓｓ ｈ ｈｑ ｔ． ｉ ｆ Ｋｅ ｒｓ １ ｅｐ ｓ ｅｏ Ｔ Ｔ Ｒ Ｘ Ａ ｔ ｈｏ ￣ Ｍ ｏｔ ｉｔ ｎ ｉ ｌ—ｆｃ ｒ ｘｅｍ ｎ ｏ ｈｇｎｌ ｘｅｉ ｙＷｏｄ ｌ出 ｘｌ ｉ Ｎ ／ Ｄ ／ Ｉ ｅ ｎｌ ｅ ｉ ｚ ｉ ｓ ｇ ｉ ｏｖ ｆ ｃ ｏ ｐ ｍ ａｏ ｎ ｅ ａｔ ｐｒ ｅｔ ｒ ｏｏａ ｅｐｒ ｏｅ ｉ ｔ －
对 酸解 率 的影 响 ， 旨在 优化 酸解 工艺 条件 、 现较高 实
的酸解效率 ， 从而为从梯黑铝装药 中提取 回收铝奠 定理论和实践基础 。 １ 试验 部分 １ １ 材料与试剂 ． 本试验所用梯黑铝炸药取 自存放在某 弹药销毁 站的火箭炮弹 战斗部。试样从弹丸取出后 ， 将其放
ｌ ｎ ｔｒ ｒ ｔ ｏｌ ｉｇ ｏ ｄ ｒ ｌ ｔ ｏ ｃ ｎｒ ｉ ｆ ｅ ｔｆｃｏｓ ａｅ ｉ ｅｆｌ ｗ ｎ ｒ ｅ ． ｏｕｉｎ ｃ ｎ ｅ ｔ ｔ ｎ＞ｓ ｅ ｏ ｘ ｌｓ ｅ＞ｒ ａ ｔ ｎ ｔｍｐ ｒ ｔｒ ｕ ａ ｎｈ ｏ －ｓ ｏ ａｏ ｉ ｆｅ ｐｏ ｉ ｚ ｖ ｅ ｃｉ ｏ ｅ ｅａｕ ｅ＞ ｒｔ ｆｌ ｕｄ ｔ ａ ｏ ｏ ｑ ｉ ｉ ｉ ｏ
工业安全与环保
・
２１ ０２年第 ３ 卷第 ３ ８ 期
Ｍａｃ ０ ２ ｒｈ２ １
７４ ・
Ｉ ｄ ｓ ｉｌ ａｅ ｎ ｎ ｉ ｎ ｎ Ｐ ｏｅ ｔ ｎ ｎ ｕ ｔ ａ Ｓ ｆｔ ａ ｄ Ｅ ｖｒ ｍｅ ￣ ｒｔｃ ｏ ｒ ｙ ｏ ｉ
报废 梯 黑 铝 装 药 提 取 制 备硫 酸 铝 工 艺 研 究 ＊
Ｊ Ｗｅ １ Ｄ Ｎ ｕｕ Ｌ ｉ Ｉ Ｉ ｍｕ ＩＧ Ｙ ｋｉ Ｉ ｒ ２ Ｊ
（． ｕａ ｒ ｎｅＮ ｎ—Ｃｍ ｉｉ ｅ ‰ Ａａｅｙ Ｗ ｈｎ４０ ７ ） １ Ｗ ｈ ｎＯｄ ｃ ｏ ａ ｏ ｍ ｓｏ ｄ ｓｎ ｃｄｎ ｕａ ３０５
铝型材厂废液制备聚合硫酸铝铁及其应用
技术应用ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹＡＮＤＭＡＲＫＥＴＶｏｌ．２７，Ｎｏ．６，２０２０铝型材厂废液制备聚合硫酸铝铁及其应用贺 祝１，王家雷２，黄 蓉１（１．徐州美利圆环保科技有限公司，江苏徐州２２１０００；２．江苏宜净水处理化学品有限公司，江苏宜兴２１４２００）摘 要：铝型材厂废液属于危险废物，处置不当容易造成环境污染，合理地将其利用是减少环境排放量的有效手段。
以铝型材厂废液、七水硫酸亚铁为原料，以氯酸钠氧化、磷酸二氢钠作为稳定剂，合成了新型无机高分子絮凝剂聚合硫酸铝铁，并进行了混凝试验。
本工艺成本低廉、工艺简单，且利用了废液，达到资源综合利用的目的，值得进行推广。
关键词：铝型材；废液；聚合硫酸铝铁ＰｒｅｐａｒａｔｉｏｎａｎｄａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｐｏｌｙｆｅｒｒｉｃａｌｕｍｉｎｕｍｓｕｌｆａｔｅｆｒｏｍｗａｓｔｅｌｉｑｕｉｄｏｆａｌｕｍｉｎｕｍｐｒｏｆｉｌｅｐｌａｎｔＨＥＺｈｕ１，ＷＡＮＧＪｉａｌｅｉ２，ＨＵＡＮＧＲｏｎｇ１（１．ＸｕｚｈｏｕＭｅｉｌｉｙｕａｎｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙＣｏ．，Ｌｔｄ，Ｘｕｚｈｏｕ２２１０００，Ｃｈｉｎａ；２．ＪｉａｎｇｓｕＹｉｊｉｎｇｗａｔｅｒｔｒｅａｔｍｅｎｔｃｈｅｍｉｃａｌｓＣｏ．，Ｌｔｄ，Ｙｉｘｉｎ２１４２００，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｗａｓｔｅｌｉｑｕｉｄｏｆａｌｕｍｉｎｕｍｐｒｏｆｉｌｅｉｎｄｕｓｔｒｙｂｅｌｏｎｇｓｔｏｈａｚａｒｄｏｕｓｗａｓｔｅ．Ｉｆｎｏｓｕｉｔａｂｌｅｔｒｅａｔｍｅｎｔｗｉｌｌｂｅｔａｋｅｎ，ｉｔｃｅｒ ｔａｉｎｌｙｗｉｌｌｄｏｈａｒｍｔｏｔｈｅｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ．Ａｐｐｒｏｐｒｉａｔｅｕｓｅｏｆｔｈｅｓｅｗａｓｔｅｉｓｆａｖｏｒａｂｌｅｔｏｒｅｄｕｃｅｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌｄｉｓｃｈａｒｇｅ．Ｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒｔｈｅｗａｓｔｅｌｉｑｕｉｄｏｆａｌｕｍｉｎｕｍｐｒｏｆｉｌｅｉｎｄｕｓｔｒｙａｎｄｉｒｏｎｖｉｔｒｉｏｌ（ＦｅＳＯ４·７Ｈ２Ｏ）ｗｅｒｅｔａｋｅｎａｓｒａｗｍａｔｅｒｉａｌ，ｏｘｉｄｉｚｅｄｗｉｔｈｓｏｄｉｕｍｈｙ ｐｏｃｈｌｏｒｉｔｅ．Ｓｏｄｉｕｍｄｉｈｙｄｒｏｇｅｎｐｈｏｓｐｈａｔｅｗａｓｕｓｅｄａｓｓｔａｂｉｌｉｚｅｒ．Ａｎｅｗｔｙｐｅｏｆｉｎｏｒｇａｎｉｃｐｏｌｙｍｅｒｆｌｏｃｃｕｌａｎｔｐｏｌｙｆｅｒｒｉｃａｌｕｍｉｎｉｕｍｓｕｌｆａｔｅｗａｓｓｙｎｔｈｅｓｉｚｅｄ．Ａｌｓｏｔｈｅｃｏａｇｕｌａｔｉｏｎｔｅｓｔｗｉｔｈｔｈｉｓｎｅｗｆｌｏｃｃｕｌａｎｔｗａｓｃａｒｒｉｅｄｏｕｔ．Ｔｈｉｓｍｅｔｈｏｄｈａｓｓｉｍｐｌｅｐｒｏｃｅｓｓａｎｄｌｏｗｃｏｓｔ，ａｎｄｔｈｅｗａｓｔｅｌｉｑｕｉｄｏｆａｌｕｍｉｎｕｍｐｒｏｆｉｌｅｉｎｄｕｓｔｒｙｗａｓｕｓｅｄ．Ｔｈｅｐｕｒｐｏｓｅｏｆｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎｏｆｒｅｓｏｕｒｃｅｓｉｓａｃｈｉｅｖｅｄ．Ｉｎｈｅｎｃｅ，ｔｈｉｓｍｅｔｈｏｄｉｓｗｏｒｔｈｙｏｆｂｅｉｎｇａｐｐｌｉｅｄ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ａｌｕｍｉｎｕｍｐｒｏｆｉｌｅｉｎｄｕｓｔｒｙ；ｔｈｅｗａｓｔｅｌｉｑｕｉｄ；ｐｏｌｙｆｅｒｒｉｃａｌｕｍｉｎｉｕｍｓｕｌｆａｔｅｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００６－８５５４．２０２０．０６．０２０ 引言常见的无机高分子絮凝剂主要分为２类，一是聚合铁基絮凝剂，如聚合硫酸铁（ＰＦＳ）、聚合氯化铁（ＰＦＣ）等；二是聚合铝基絮凝剂，如聚合氯化铝（ＰＡＣ），聚合硫酸铝（ＰＡＳ）等。
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化
工
环
保Байду номын сангаас
ＥＮＶＩＲＯＮＭＥＮＴＡＬ ＰＲＯＴＥＣＴＩＯＮ ＯＦ
ＣＨＥＭＩＣＡＬ
ＩＮＤＵＳＴＲＹ
２００５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
６顾毓刚，贾能铀，陆柱．新型絮凝剂ＰＡＳ的制备及性能 研究．净水技术，１９９５，（４）：２—５ ７汤心虎，尹华，谭淑英等．无机／有机复合絮凝剂对碱性 玫瑰精Ｂ的脱色研究．环境科学与技术，２００３，２６（３）：
４１．４４
结论
ａ）利用废铝渣制备新型絮凝剂聚合硫酸铝的
Ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ ｏｆ
Ｐｏｌｙａｌｕｍｉｎｕｍ Ｓｕｌｆａｔｅ ｆｒｏｍ Ａｌｕｍｉｎｕｍ Ｓｃｒａｐ
终液体产品ＰＡＳ有效成分含量偏低。因此，为了使 最终液体产品ＰＡＳ达到工业产品的要求，选择废铝
渣与水的质量比为１：５。 ２．１．３加热温度
结果与讨论
通过正交实验对影响废铝渣溶解的因素进行筛
Ａｌ：Ｏ，与硫酸的反应是放热反应，反应无需加
热也能进行，故废铝渣溶解工序选取了３个不同的
２．１废铝渣溶解条件的优化 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
Ｃ）利用废铝渣制备无机高分子絮凝剂——聚 合硫酸铝，为铝材厂废铝渣的综合利用提供了资源
回收利用的实用技术。
ｋＷ・ｈ
０．０３ｔ
０．７５形（ｋＷ・ｈ） ４００影ｔ ２５３衫ｔ
参考文献
从表４可以看出，利用废铝渣生产液体ＰＡＳ，原 料只需支付运费等少量成本（可根据具体情况确 定，本文将其计人其它费用），相对于工业上用氢氧 化铝生产聚合氯化铝的工艺可节省原料成本３００多 元，如果有废硫酸来源，那么其生产成本还可大大降 低。目前，同样有效成分的液体聚合氯化铝的价格
下，进行聚合反应。实验选择搅拌转速为２
４ ０００
０００～
ｒ／ｍｉｎ、搅拌时问为３０—４０ ｍｉｎ、熟化温度为
４０一６０℃、熟化时间约为１ ｈ。关于该部分的详细
论述请参阅文献¨Ｊ。
２．３絮凝实验
图２硫酸加入量对产品中∞（Ａｌ。Ｏ。）的影响
２．３．１净水
从图２可知，如果硫酸加入量不足，则反应不完
首先，用ＰＡＳ絮凝剂对硅藻土浊度水进行絮凝 处理，并与目前市场上常用的絮凝剂——ＰＡｃ进行
４
１００形ｔ，若本产品以低于ＰＡＣ的价格８００ 影ｔ销售，扣除成本费用，该工艺仍有较大的利润
约为１ 空间。因此，在铝材厂比较集中的地区利用废铝渣 生产新型水处理剂ＰＡＳ是切实可行的。 ４
ＧＢｌ５８９２－－１９９５（水处理剂聚合氯化铝》
［学位论文］．大连：大连理工大学，２００２
５李云香．聚合有机硫酸铝絮凝剂的制备及其性能研究：
具有更好的絮凝效果。
图４水源水浊度的去除效果 ◆——ＰＡＣ：・——ＰＡＳ
３
经济效益分析
生产１ ｔ液体ＰＡＳ（以Ａ１２０３质量分数１０％计）
２．３．２工业废水
选用大连某印染公司的废水［ＣＯＤ
２４０．６
所需的原料定额、单位成本见表４。
万方数据
第５期
张雷等．用废铝渣制备聚合硫酸铝
表４液体ＰＡＳ生产成本综合分析
２６．９％，而无水硫酸铝中Ａｌ：Ｏ，的理论质量分数为 ２９．８％，其有效铝含量达到工业二级标准，如通过重 结晶可进一步分离提纯。 ２．２聚合、熟化条件的优化
液体硫酸铝产品中的铝（Ａ１：Ｏ，）含量进行测定，结
果见图２。
用废铝渣溶解制备的液体硫酸铝作为ＰＡＳ的
原料，与添加剂进行原料配比后，在特定的工艺条件
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
硫酸
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
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
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
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
℃），分别用ＰＡＳ和ＰＡＣ进行混凝处理，考察絮凝 剂对废水ＣＯＤ、色度和悬浮物（ｓｓ）的去除效果，结
果见图５、图６。
看ｉ丽÷垫骂鬲丽
温度／℃ 浊度
表３水质与药剂加入量 ＵＴＮ／）１－Ｌ．ｇｍ（／量入加剂凝絮４～”“…、一”一６
７
图５
印染废水ＣＯＤ和色度的去除效果 ▲——ＰＡＳ脱色；・——ＰＡＣ脱色
◆——ＰＡＳ除ＣＯＤ；＿——ＰＡＣ除ＣＯＤ；
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４０～６０℃熟 ［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
温度条件。在不加热的条件下，发现反应较慢，溶
解反应进行得不彻底；在９０℃时，与不加热条件相 比，反应速度有一定的提高，但仍有部分不溶物；在 煮沸条件（温度约为１１０℃）下，１０ ｍｉｎ内废铝渣基
本完全溶解。故选择铝渣溶解的加热温度为
１１０℃。
对废铝渣溶解后制得的液体硫酸铝进行干燥， 分析测定无水硫酸铝中Ａｌ：０，的质量分数为
Ｚｈａｎｇ Ｌｅｉ，Ｚｈａｏ Ｙａｚｈｉ，Ｑｕａｎ Ｘｉｅ，Ｃｈｅｎ Ｓｈｕｏ，Ｚｈａｏ Ｈｕｉｍｉｎ （Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ
ａｎｄ
Ｂｉｏｎｏｍｉｃａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ
ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｄａｌｉａｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｌｉａｏｎｉｎｇ Ｄａｌｉａｎ １１６０２３，Ｃｈｉｎａ）
实验部分
废铝渣取自山东某铝材厂前处理工艺，其化学
１．１原料
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。
成分见表１。
表１废铝渣的化学成分
１．２试剂与仪器
化１ ｈ，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
试剂：碳酸钠、有机添加剂、浓硫酸、硅藻土，均
ＩＮＤＵＳＴＲＹ
２００５年第２５卷
用，这一点对于絮凝剂投加量少的低温低浊水的处理 尤为重要，这与传统的ＰＡＳ有一定的区别‘６｜。从图３ 还可以看出，对中温中浊水、高温高浊水，ＰＡＳ也表现
出了优于ＰＡＣ的絮凝效果。
ｍｇ／Ｌ、色度（稀释倍数）２４０、水温２０℃］和某石化
厂的含油废水（悬浮物质量浓度８００ ｍｇ／Ｌ、水温１９
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
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
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溶出
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
图ｌ废铝渣制备ＰＡＳ工艺流程
１．４絮凝实验方法 分别取１
０００
ｍＬ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２５０ ｒ／ｍｉｎ下快 速搅拌２ ｍｉｎ，在搅拌转速６０ ｒ／ｍｉｎ下慢速搅拌
［收稿日期］２００４—１０—１７；［修订日期］２００５—０２—２５。
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、
Ａｌ：ｏ，计）的条件下，ＰＡＳ对低温低浊水浊度的去除
工艺简单、生产成本低；采用本工艺制备的液体 ＰＡＳ产品舢：Ｏ，的质量分数为８％一１２％，成本为