[发明专利]一种利用铝灰制备聚合氯化铝联产氟化钙的方法

说明书

本发明公开了一种利用铝灰制备聚合氯化铝联产氟化钙的方法，该方法是铝灰经催化水解、过滤、洗涤得到滤液和滤饼，滤液经多次循环得到富氟溶液；滤饼经酸解、过滤和洗涤得到富铝溶液、水洗液和酸解渣；富氟溶液经沉淀、过滤制得氟化钙和脱硝用氨水；酸解所得富铝溶液经聚合调控制备聚合氯化铝净水剂，酸解渣经干燥、烧结制备耐火材料。本发明公开的方法，实现了氮化铝彻底水解，实现杂质离子定向富集与分离，聚合氯化铝氨氮含量低，品质好，性能指标完全优于GB/T22627‑2014标准要求，氟化钙纯度高，可替代工业氟化钙。不仅解决了铝灰安全处置问题还实现了资源化利用，环境、经济和社会效益突出。

技术领域

本发明涉及危废安全处置与资源化利用和污水处理领域，特别是一种利用铝灰制备聚合氯化铝联产氟化钙的新方法。

背景技术

铝灰是铝电解、铝加工和铝再生行业产生的危险废弃物，年排放量400多万吨，电解铝行业每生产1t铝约产生10～50kg铝灰。一次铝灰因含有大于40％的单质铝，经炒灰处理回收其中的单质铝，粒度较小的二次铝灰因单质铝含量低，无法进行单质铝回收。二次铝灰因含有氮化铝和氟化物，直接排放会造成严重的水、土、和大气污染。实现二次铝灰安全处置和资源化利用十分迫切且意义重大。

聚合氯化铝具有混凝能力强、用量少、净水效能高、适应力强等特点，是当前水处理领域最常用的无机高分子絮凝剂，被广泛应用于饮用水、工业用水和污水等的处理。现有制备聚合氯化铝的方法一般以铝土矿物、氢氧化铝和固体废弃物作为铝源，以工业盐酸为氯源，经一部法溶出制备聚合氯化铝产品。以铝灰和工业副产盐酸为原料制备聚合氯化铝是一种有效解决铝灰安全处置和资源化利用的新方法。

目前铝灰安全处置与资源化利用的研究较多，但基本都处于实验室研发阶段，系统性、工业化运行的技术十分缺乏。CN108383146A公开了一种铝灰渣的无害化处理方法，将铝灰加入反应剂的水溶液中，实现氮化铝的深度脱除；CN108217688A公开了一种铝灰中氮化铝深度水解的方法，将铝灰先进行粉磨，然后与高温水混合形成浆料，再将浆料粉磨实现氮化铝的深度脱除；CN108707752A将铝灰于热水中溶解，向水解液中加入沉淀剂，制备混合沉淀物；然后分步溶解沉淀物，制备五氧化二钒和回收氟，实现铝灰中氟和钒的回收；CN109052445A公开了一种二次铝灰无害化利用的方法，铝灰经水溶-液固分离-酸溶得到滤液，然后调整酸溶滤液的pH制备聚合氯化铝；CN103555955A先经破碎-球磨-筛分回收其中的铝单质，然后再经水洗-高压碱浸-常压酸浸制得富氧化铝铝灰，经微波活化返回电解槽。CN103555955A二次处理回收金属铝、水浸脱除氮化物、焙烧脱除氟化物、碱熔融烧结、烧结料溶出、铝酸钠溶液脱除杂质后作为生产砂状氧化铝的原料。以上公开的方法，虽然实现了氮化铝的深度水解，但未考虑氟化物走向，导致提纯后的铝灰依然是危险废弃物，且均未形成系统工艺，仅针对铝灰中的某些特征组分进行资源化利用，导致二次废渣/废水产生，尚未实现连续话运行。

发明内容

本发明的目的在于提供一种利用铝灰制备聚合氯化铝联产氟化钙的新方法，采用催化水解-酸解的工艺实现氮化铝及氟的深度脱除，催化水解产生的水解液经循环富集后，再经沉淀、分离制备氟化钙，滤液用于烟气脱硝；酸解产生的酸解液经聚合调控制备聚合氯化铝，所得到的酸浸废渣用于制备耐火材料。该方法不仅解决了铝灰的安全处置问题，还实现了铝灰的资源化利用，具有良好的环境和社会价值；同时所制备的氟化钙和聚合氯化铝产品性能优异，创造巨大的经济价值，实现了危险废弃物向化工、环保产品的转化。

为达此目的，本发明采用了以下技术方案：

一种利用铝灰制备聚合氯化铝联产氟化钙的方法，其特征在于包括如下步骤：

(1)将铝灰于水溶液中催化水解，经液固分离、水洗得到第一固体、第一滤液和第一洗液，第一洗液和第一滤液返回调配溶液，第一滤液经多次循环得到富氟溶液；

(2)向(1)制备的富氟溶液中添加沉淀剂，通过沉降、固液分离，制备氟化钙；