[发明专利]一种联产钾明矾或铵明矾及聚合氯化铝的方法

说明书

一、技术领域

本发明涉及一种三废综合利用的方法，特别涉及综合利用工业废渣的方法。确切地说是以生产钾明矾所产生的废渣(矾泥)为原料联产钾明矾或铵明矾及聚合氯化铝的方法。

二、背景技术

国内钾明矾生产方法有：钾明矾石法、铝矾土法、霞石法、铝氧氯化钾法。铝氧氯化钾法是将铝氧粉用硫酸酸解，得到液体硫酸铝，在液体硫酸铝中加入等当量的氯化钾和硫酸钠就得到了钾明矾，为了防止在产品中有三氯化铝影响产品质量，硫酸钠的用量必须要多加10％。本工艺浪费大、成本高、效益差，早已被淘汰。

铵明矾生产方法有：铝矾土法、氢氧化铝法、矾泥法。而用氯化铵生产铵明矾从未有报导。

聚合氯化铝(PAC)又名聚合铝、羟基氯化铝、碱式氯化铝，是近年来在水处理剂中应用最广、发展迅速的一种新型高效凝聚剂，又称净水剂。生产聚合氯化铝所用的原料有金属铝、氢氧化铝、三氯化铝以及含铝和氧化铝的矿物为铝灰、铝土矿等。以三氯化铝溶液为原料是这样制备的，向三氯化铝溶液中加入铝灰，随着pH值逐步升高，OH浓度上升，聚合形成多核高分子聚合氯化铝。

三、发明内容

本发明旨在综合利用钾明矾生产中的废渣(矾泥)，所要解决的技术问题是既回收矾泥中的钾明矾，同时联产铵明矾和聚合氯化铝。

本发明的思路是首先将矾泥打浆，然后加入硫酸进行反应，反应结束后固液分离，固体即是结晶析出的钾明矾，液体为硫酸铝溶液。这一步既回收了矾泥中的钾明矾，同时为进一步回收利用矾泥中的铝(Al₂O₃)创造了条件。

硫酸铝溶液或加入氯化铵制备铵明矾，或加入氯化钾制备钾明矾，固液分离，固体即是结晶析出的铵明矾或钾明矾，液体为三氯化铝溶液。

4Al₂(SO₄)+6NH₄Cl+72H₂O＝3(NH₄)₂SO₄Al₂(SO₄)₃·24H₂O↓+2AlCl₃，

4Al₂(SO₄)3+6KCl+72H₂O＝3K₂SO₄Al₂(SO₄)₃·24H₂O↓+2AlCl₃。

三氯化铝溶液用公知方法制备聚合氯化铝。

试验表明，本方法中要求矾泥中铝和钾的含量Al₂O₃≥35％(重量百分比，以下以wt.％表示)，K₂O≥35wt.％，硫酸浓度≥93wt.％。

本方法以矾泥为原料，包括打浆、反应和分离，所述的打浆就是将矾泥打成浆料，具体方法是向矾泥中加入水或回收液进行打浆(首次开车使用水打浆，以后可使用系统中回收的洗涤液进行打浆，称洗涤液为回收液)；所述的反应是打浆结束后加入浓度≥93wt.％硫酸和水或回收液，保持硫酸浓度30～35wt.％搅拌反应，反应结束后静置、自然降温，在降温过程中钾明矾结晶析出，固液分离，回收钾明矾，液体为硫酸铝溶液；向硫酸铝溶液中加入等当量的氯化铵或氯化钾，搅拌反应5～6小时，静置，铵明矾或钾明矾结晶析出，固液分离，回收铵明矾或钾明矾，液体为三氯化铝溶液；三氯化铝溶液用公知的方法制备聚合氯化铝。

为避免三氯化铝影响铵明矾或钾明矾的质量，在回收铵明矾或钾明矾时用浓度30～40wt.％硫酸钠溶液进行洗涤。

本发明有下列优点：

1、用矾泥、硫酸、氯化钾、氯化铵和铝灰来生产钾明矾、铵明矾和聚合氯化铝，矾泥中的氧化钾和氧化铝都能得到充分利用。

2、以氯化钾、氯化铵来代替硫酸钾、硫酸铵，其用量少、价格低。

3、本发明是三废治理，综合利用，生产成本低，效益好，发展空间大。

4、本发明在整个反应过程中利用自身反应，达到了废物利用，节约了能源，减少了环境污染，真正的起到了资源循环利用，节能减排效果。

四、附图说明

图1是本方法的流程示意图。

五、具体实施方式：