申请日2015.12.21
公开(公告)日2016.04.27
IPC分类号C01F7/76
摘要
本发明公开了一种从活性白土生产废水中回收制取钠明矾的方法，属于废水处理及无机盐制备技术领域。本发明是利用活性白土生产废水与膨润土多次循环，使溶解在其中的硫酸铝达到饱和，再与硫酸氢钠进行反应，两次结晶制得纯度为99.87%-99.91%的钠明矾。本发明可有效处理活性白土生产废水，使活性白土生产废水中的铝元素得到充分利用，达到节能减排、变废为宝的目的。
权利要求书
1.一种从活性白土生产废水中回收制取钠明矾的方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1：采用活性白土生产废水与膨润土混合，使膨润土的三氧化二铝溶解于活性白土生产废水中，再将增加硫酸铝浓度的活性白土生产废水循环与新增加的膨润土混合，以这样的工艺步骤循环操作，直至溶解在活性白土生产废水的硫酸铝达到饱和;
S2：将步骤S1制得的硫酸铝达到饱和的活性白土生产废水经控制温度和pH值后加入硫酸氢钠反应生成钠明矾;
S3：将步骤S2反应生成的钠明矾溶液除去杂质，所得清液冷却结晶，所得结晶压滤得到滤饼粗钠明矾;
S4：将步骤S3制得的粗钠明矾投入水中，搅拌使粗钠明矾完全溶解后再次除去杂质，所得清液再次冷却结晶，所得结晶压滤得到钠明矾;
S5：将步骤S4制得的钠明矾采用热空气烘干，即制得纯净的钠明矾。
2.根据权利要求1所述的从活性白土生产废水中回收制取钠明矾的方法，其特征在于，步骤S1中膨润土的三氧化二铝溶解于活性白土生产废水的温度为92-94℃，增加硫酸铝浓度的活性白土生产废水循环与新增加的膨润土混合循环操作步骤为3-5次。
3.根据权利要求1所述的从活性白土生产废水中回收制取钠明矾的方法，其特征在于，步骤S2中硫酸铝达到饱和的活性白土生产废水控制的温度为86-88℃，pH值为4.2-4.3。
4.根据权利要求1所述的从活性白土生产废水中回收制取钠明矾的方法，其特征在于，步骤S2中，加入硫酸氢钠时，所述硫酸氢钠的量为使钠明矾中Na+:Al3+:SO42-的摩尔浓度比为1.02-1.04:1:2.03-2.08。
5.根据权利要求1所述的从活性白土生产废水中回收制取钠明矾的方法，其特征在于，步骤S3和S4中清液冷却结晶的温度≤10℃。
6.根据权利要求1所述的从活性白土生产废水中回收制取钠明矾的方法，其特征在于，步骤S3和S4中压滤的压力为0.9-1.0MPa，钠明矾压至含水率≤40%。
7.根据权利要求1所述的从活性白土生产废水中回收制取钠明矾的方法，其特征在于，步骤S4中加水量为粗钠明矾的重量1.2-1.3倍。
8.根据权利要求1所述的从活性白土生产废水中回收制取钠明矾的方法，其特征在于，步骤S5中所述热空气为煤烟气与空气热交换得到。
9.根据权利要求8所述的从活性白土生产废水中回收制取钠明矾的方法，其特征在于，所述煤烟气温度为850-900℃，所述空气温度为10-35℃，所述热空气温度为300-400℃。
10.根据权利要求1所述的从活性白土生产废水中回收制取钠明矾的方法，其特征在于，步骤S5中钠明矾烘干至含水率≤0.9%。
说明书
一种从活性白土生产废水中回收制取钠明矾的方法
技术领域
本发明涉及废水处理及无机盐制备技术领域，具体涉及一种从活性白土生产废水中回收制取钠明矾的方法。
背景技术
活性白土主要用于矿物油、植物油及动物油脂的脱色精制，是一种重要的石油化工和日用化工原料。活性白土是以膨润土为原料，主要采用湿法酸化工艺加工而成。其生产过程包括：膨润土水化、加硫酸活化、水洗、干燥、粉碎。因其产品含酸量大，需经反复水洗才能使酸含量小于0.2%，以达到HG/T2569-94产品标准的要求。依方法不同，水洗过程产生的废水量有一定差异，但生产1t活性白土产生的废水量一般不少于30-40t。该废水中主要含有膨润土酸化反应产生的硫酸铝及未反应的硫酸等，若直接排放，不仅浪费了大量的资源，而且会对环境造成严重的污染。
近年来，针对活性白土生产废水的治理及回收利用已提出一些方法，如石灰中和法、电石渣中和法、回酸活化法，及用其分解瓷土以制造工业用水处理剂硫酸铝，溶解铁屑制造绿矾等。这些方法，有的较好地解决了活性白土生产废水的治理问题，如石灰中和法通过加入石灰可使废水中的酸性得到中和，使硫酸根离子、铝离子及铁离子等形成硫酸钙、氢氧化铝、氢氧化铁等沉淀而除去，但这些沉淀物因不能得到利用而成为新的固废;有的较好地解决了活性白土生产废水中资源的回收利用问题，如用其分解瓷土以制造工业用水处理剂硫酸铝的方法就是利用废水中的硫酸来分解瓷土，将瓷土中的铝浸取到溶液中来，再经净化除杂、蒸发结晶、分离干燥、粉碎包装得硫酸铝，该法尽管有效地利用了活性白土生产废水中的硫酸、硫酸铝等资源，但由于铁离子等杂质会影响产品硫酸铝的品质，因而必须经净化除杂过程将其除去。目前常采用活性二氧化锰法除铁，需要价格昂贵的锰盐，致使处理成本较高。
活性白土生产废水中存在着大量的硫酸和硫酸铝等有用成分，如何在有效处理废水的同时，回收利用这些有用成分，成为了我们研究的方向。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种从活性白土生产废水中回收制取钠明矾的方法，以解决现有活性白土生产废水处理方式导致铝元素极大浪费的问题。本发明可有效处理活性白土生产废水，使活性白土生产废水中的铝元素得到充分利用，达到节能减排、变废为宝的目的。
为解决以上技术问题，本发明采用以下技术方案：
一种从活性白土生产废水中回收制取钠明矾的方法，包括以下步骤：
S1：采用活性白土生产废水与膨润土混合，使膨润土的三氧化二铝溶解于活性白土生产废水中，再将增加硫酸铝浓度的活性白土生产废水循环与新增加的膨润土混合，以这样的工艺步骤循环操作，直至溶解在活性白土生产废水的硫酸铝达到饱和;
S2：将步骤S1制得的硫酸铝达到饱和的活性白土生产废水经控制温度和pH值后加入硫酸氢钠反应生成钠明矾;
S3：将步骤S2反应生成的钠明矾溶液除去杂质，所得清液冷却结晶，所得结晶压滤得到滤饼粗钠明矾;
S4：将步骤S3制得的粗钠明矾投入水中，搅拌使粗钠明矾完全溶解后再次除去杂质，所得清液再次冷却结晶，所得结晶压滤得到钠明矾;
S5：将步骤S4制得的钠明矾采用热空气烘干，即制得纯净的钠明矾。
优选地，步骤S1中膨润土的三氧化二铝溶解于活性白土生产废水的温度为92-94℃，增加硫酸铝浓度的活性白土生产废水循环与新增加的膨润土混合循环操作步骤为3-5次。
优选地，步骤S2中硫酸铝达到饱和的活性白土生产废水控制的温度为86-88℃，pH值为4.2-4.3。
优选地，步骤S2中，加入硫酸氢钠时，所述硫酸氢钠的量为使钠明矾中Na+:Al3+:SO42-的摩尔浓度比为1.02-1.04:1:2.03-2.08。
优选地，步骤S3和S4中清液冷却结晶的温度≤10℃。
优选地，步骤S3和S4中压滤的压力为0.9-1.0MPa，钠明矾压至含水率≤40%。
优选地，步骤S4中加水量为粗钠明矾的重量1.2-1.3倍。
优选地，步骤S5中所述热空气为煤烟气与空气热交换得到。
优选地，所述煤烟气温度为850-900℃，所述空气温度为10-35℃，所述热空气温度为300-400℃。
优选地，步骤S5中钠明矾烘干至含水率≤0.9%。
本发明具有以下有益效果：
(1)与用工业原料生产的钠明矾及现有技术生产的钠明矾相比，本发明的生产成本更低;
(2)本发明有效利用了煤烟废气的能量，在更高温度下烘干钠明矾，使得本发明生产周期比现有技术更短;
(3)本发明制备的钠明矾不仅纯度高，达到99.86%-99.92%，而且质量稳定;
(4)本发明可有效回收利用活性白土生产废水中铝元素，且活性白土生产废水中不增加 新的元素，达到综合利用、节能减排的目的。