[发明专利]制备高纯度铝酸钙和聚合氯化铝的工艺方法

说明书

本发明公开了一种制备高纯度铝酸钙和聚合氯化铝的工艺方法，该方法是二次铝灰经过水解催化反应后通过袋式真空压滤机固液分离得到初级液相和初级固相，初级液相经饱和石灰水沉淀生成氟化钙，而纯水可用于铝灰的水解催化反应，初级固相通过工业废盐酸酸解后经过压滤机过滤得到次级液相和次级固相，次级液相在聚合反应后生成聚合氯化铝，并通过压力过滤和喷雾塔喷雾干燥制得固体粉末状聚合氯化铝，次级固相与石灰石经球磨机充分研磨后送入回转窑进行高温煅烧，制得铝酸钙。本发明具有成本低、原料易得、生产工艺简单，产品纯度高，不产生二次污染物等特点，具有明显的社会效益和经济效益。

技术领域

本发明涉及一种高纯度净水剂的制备方法，尤其涉及一种废盐酸和二次铝灰两类危险废物无害化处理并生产聚合氯化铝絮凝剂的方法。

背景技术

铝灰是电解铝生产工艺中产生的熔渣经冷却后的产物，一般每生产1t铝产生50kg左右的铝灰。铝灰作为铝熔炼废渣被列入《国家危险废弃物名录》，属于有色金属冶炼废物(HW48)，废物代码为321～023～48和321～025～48，危险特性为有毒性(T)。国家已出台相关政策，严禁非法排放及转移。按工艺过程的不同，铝灰可分为一次铝灰(精炼后)和二次铝灰(提取铝后)。一次铝灰铝含量高达35％～75％(具体参考原料和工艺)，目前的电解铝厂一般会将一次铝灰进行粉碎、筛分、炒灰等处理工艺，回收了其中大部分的单质铝，处理后的铝灰称为二次铝灰。二次铝灰颜色发黑，含铝量一般在3～12％，其余为氧化铝、氮化铝、盐类及氟化物，其中的氧化铝又有α-氧化铝、非晶型氧化铝和γ-氧化铝三种形式，只有非晶型氧化铝和γ-氧化铝可与盐酸反应，而α-氧化铝活性很低，不与盐酸反应，使铝灰溶出率降低。

目前铝灰的回收率低，处理难度大，但铝灰中氧化铝含量可达40～90％，具有较大的利用价值。以铝灰为原料“一步法”制得的聚合氯化铝颜色发黑，产品中不溶物较多，过滤困难，很难去除，影响产品质量。

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低品位铝土矿物、含铝较低的矿物和固体废弃物作为铝源，以工业盐酸为氯源。以铝灰为原料生产聚合氯化铝，具有成本低、原料易得、生产工艺简单等特点，并且即达到了消纳铝灰的目的，又生产出市场需求的产品，具有明显的社会效益和经济效益。

中国专利CN 107555447 A公开了一种能够无害化处理铝灰，高效地回收铝灰中的有用成分，用二次铝灰替代高铝矾土用于制备铝酸钙产品的方法，但只是单一的对不溶性铝灰固体的利用，生产过程中的液体只是单纯蒸发结晶制得粗盐，没有充分利用；

中国专利CN 109052445 A公开了一种最大化利用二次铝灰中铝元素与盐酸制备聚合氯化铝的方法，但是制备的聚合氯化铝中盐基度和氧化铝含量很低并且固体废渣无法处理；中国专利CN 106892444 A中公开了一种以铝灰和废盐酸作为原料添加少量新鲜酸进行溶出反应，并在聚合反应过程中通过加入调节剂，促进聚合氯化铝的快速生成的方法，同样也存在不溶性固体渣无法处理的难题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种无害化处理废盐酸和二次铝灰并制备纯度铝酸钙和聚合氯化铝净水剂的方法，采用工业废盐酸和二次铝灰作为原料生产铝酸钙和聚合氯化铝，该方法不仅可解决酸废液排放和铝灰的污染问题，还可实现铝灰和工业废盐酸协同利用制备高纯度铝酸钙和聚合氯化铝的目的，具有良好的经济、社会价值。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：一种制备高纯度铝酸钙和聚合氯化铝的工艺方法，包括如下步骤：

S1：将二次铝灰(成分为：Al2O3 70％～85％，SiO2≤4％，MgO≤3％)与水按液加入到反应釜中，加热并充分搅拌进行水解催化反应，充分反应浸出后液体经过袋式真空压滤机进行固液分离，得到初级液相和初级固相；