[发明专利]一种利用工业废硫酸和赤泥生产聚硅酸硫酸铝钙铁絮凝剂的方法

说明书

技术领域

本发明涉及废弃能源回收再利用领域，具体为一种利用高浓度工业废硫酸和拜耳法氧化铝赤泥生产聚硅酸硫酸铝钙铁絮凝剂的方法。

背景技术

采用拜耳法生产氧化铝时，生产1吨氧化铝会产生1.1-1.5吨赤泥，目前全球每年的赤泥排放量已超过1.5亿吨。大量赤泥的堆放一方面占用大量土地，同时大量的废碱液渗透到地下，造成土壤碱化、地下水污染等生态环境问题，另一方面赤泥中有用成分也白白浪费。长期以来，一些学者对赤泥的利用进行了大量研究，但是由于技术及经济性的原因，都未能实现工业化利用。因此赤泥的堆存管理难度及环境风险越来越大，同时赤泥的堆放会花费大量的输送费用、堆场建设和维护费用。

许多工业过程都产生大量的高浓度废硫酸。如在电石水解制乙炔、天然气裂解制乙炔过程中硫酸用作乙炔气的清净剂，对电石产生的乙炔气进行处理和净化，以利于后续炔醛缩合工段的反应，1吨电石约消耗17千克硫酸，产生约20-22千克浓度在80-86%的废硫酸；在氯碱行业的氢氧化钾、氢氧化钠、聚氯乙烯生产过程中利用硫酸作为干燥剂干燥氯气和氯化氢气体，1吨电石约消耗25千克硫酸，产生约27-31千克浓度在80-95%的废硫酸。如果委托环保单位处理这些废酸，每吨处理费大约2700-3200元，远远高于目前硫酸（98%）售价。如果直接排放，或经中和处理排放，对环境将造成极大污染。因此，对废硫酸必须处理后再利用，是减轻环境污染的必要要求。

中国专利公开号CN102557208A，公开日2012年07月11日，公开了一种用赤泥和硫酸亚铁制备聚硅酸铝铁复合絮凝剂的方法，包括以下步骤：将赤泥、硫酸亚铁、碱按重量比1∶0.6～1.3∶0.4～0.9充分混合,将混合物在700-1000℃温度条件下焙烧，冷却；冷却后的产物与体积比为1∶1的盐酸按重量比1∶4～25在40～95℃温度下酸浸；将酸浸产物进行离心分离，滤液陈化后得到聚硅酸铝铁复合絮凝剂。

中国专利公开号CN103922448A，公开日2014年07月16日，公开了一种利用赤泥制备多元絮凝剂联产复合白炭黑的方法，采用的技术方案为：第一步,对赤泥进行酸浸；第二步,将酸浸液与调聚剂混合制备聚合铝铁无机絮凝剂；第三步,将聚合铝铁无机絮凝剂与矿物材料和高分子材料混合,制得赤泥基多元絮凝剂；第四步：将第一步得到的酸浸渣在150～600℃下干燥2～12h后,制得复合白炭黑。

中国专利公开号CN103588235A，公开日2014年02月19日，公开了一种用赤泥炉渣生产聚合硫酸铝的方法，包括以下步骤：赤泥经过高温还原熔炼生产生铁的方法回收铁，把回收铁后炉渣与浓硫酸混合进行硫酸化焙烧，制取聚合硫酸铝。

以上专利是涉及赤泥生产絮凝剂的，可以看出制备絮凝剂的原料除赤泥外还有硫酸亚铁、碱、矿物材料或高分子材料等，生产过程包含高温焙烧等，工艺过程复杂，效率较低，产品是聚硅酸铝铁、聚合硫酸铝。这与本发明用到的原料、工艺过程明显不一样。

中国专利公开号CN1986390A，公开日2007年06月27日，该专利公布了一种用于有效净化回收1,4-丁二醇和钛白粉等生产过程中产生的废硫酸的工艺。

中国专利公开号CN101200439A，公开日2008年06月18日，该专利公布了一种工业磺胺生产过程中二分废硫酸回收利用的方法，通过向废硫酸中加入氯化铵，得到了盐酸和硫酸氢铵。

中国专利公开号CN101279752A,公开日2008年10月8日，发明创造的名称《利用废硫酸和秸秆生产硫酸钾新工艺》。

中国专利公开号CN104760985A,公开日2015年07月8日，发明创造的名称《一种利用工业废硫酸生产电石渣化学石膏的系统和方法》。

中国专利公开号CN104445441A，公开日2015年03月25日，发明创造的名称《一种利用净化乙炔气产生的工业废硫酸和赤泥生产聚合硫酸铝铁溶液的方法》。

以上专利是涉及废硫酸利用的，可以看出，只有专利公开号为CN104445441A将废硫酸用于絮凝剂的生产，产品是聚合硫酸铝铁溶液。