申请日2014.12.16
公开(公告)日2015.03.25
IPC分类号B09B3/00; C01F7/76
摘要
本发明公开了一种以工业下脚料——废铝渣为原料的明矾生产过程中废水、废渣利用的方法，属于化工技术领域。采用本发明的方法，明矾生产过程中产生的废水可循环利用，实现零排放，节水降耗，大量节约一次水的使用量;产生的少量废渣可作为建筑材料的原材料，带来附加收益。本发明实现了废物的有效利用，既减少了环境污染，又节约了生产成本，产生了显著的经济效益，同时，本发明工艺简单，操作方便，适用于现有明矾生产企业的节能改造。
摘要附图
权利要求书
1.一种明矾生产过程中废水、废渣利用的方法，其特征在于，将明矾 生产过程中的废水，一部分用于明矾生产过程中的沉降分离工序，作为底渣 的洗涤水，并将底渣和洗涤水的混合液送至下级沉降分离工序;剩余的废水 加石灰中和至中性后，作为厂区绿化用水;将明矾生产过程中的废渣，作为 建筑材料的原材料。
2.根据权利要求1所述的一种明矾生产过程中废水、废渣利用的方法， 其特征在于，所述废水，包括清水冲洗压滤机所得废水、明矾结晶母液、清 水清洗明矾晶体所得废水。
3.根据权利要求1所述的一种明矾生产过程中废水、废渣利用的方法， 其特征在于，所述用于沉降分离工序的废水≥废水总量的95%。
4.根据权利要求1至3任一项所述的一种明矾生产过程中废水、废渣 利用的方法，其特征在于，所述沉降分离工序为在明矾生产过程中进行的硫 酸铝粗液的沉降分离工序。
5.根据权利要求4所述的一种明矾生产过程中废水、废渣利用的方法， 其特征在于，所述硫酸铝粗液为明矾生产过程中进行的废铝渣和硫酸反应所 得溶液。
6.根据权利要求1至3任一项所述的一种明矾生产过程中废水、废渣 利用的方法，其特征在于，所述废渣为在明矾生产过程中压滤机压榨所得废 渣。
7.根据权利要求6所述的一种明矾生产过程中废水、废渣利用的方法， 其特征在于，所述压滤机为板框式压滤机。
说明书
一种明矾生产过程中废水、废渣利用的方法
技术领域
本发明涉及一种由工业下脚料——废铝渣制备明矾生产过程中废水、废 渣利用的方法，属于化工技术领域。
背景技术
明矾一般包括铵明矾(NH4Al(SO4)2·12H2O)、钾明矾(kAl(SO4)2·12H2O) 和钠明矾(NaAl(SO4)2·12H2O)。铵明矾主要用作食品级产品的缓冲剂、膨松 剂，污水净化的凝聚剂，制革工业的铝鞣剂和皮张硝皮的后处理剂，染料工 业的防染剂，造纸工业纸张施胶的上染剂，玻璃工业黄色玻璃的着色剂，医 药收剑剂，印染媒染剂，还可用于颜料、电镀、淀粉等工业领域。该产品目 前主要生产方法是用硫酸处理铝土矿制得硫酸铝，然后与硫酸铵反应，再经 净化、蒸发、冷却结晶、过滤、干燥而得。
钾明矾主要用作胶片及相纸的坚膜剂、净水助沉剂、医药收敛剂及止血 剂、印染媒染剂、发酵粉原料、造纸上胶剂、鞣革剂、生产高纯氧化铝及其 它铝盐的原料、相机发泡剂、食品添加剂等，该产品目前主要生产方法与铵 明矾相似。
铵明矾和钾明矾的生产方法有很多，厂家普遍采用铝矾土矿法，即先用 硫酸分解铝矾土矿生成硫酸铝溶液，再加硫酸铵或硫酸钾反应，经浓缩、冷 却结晶、分离洗涤，即得成品，化学反应方程式为：
Al2O3+3H2SO4→Al2(SO4)3+3H2O
Al2(SO4)3+(NH4)2SO4+24H2O→2NH4Al(SO4)2·12H2O
或者：Al2(SO4)3+K2SO4+24H2O→2KAl(SO4)2·12H2O
因为大部分企业都采用铝矾土长年生产，导致我国目前铝矾土原料减 少，原料质量普遍下降，而且生产过程中，会产生大量的酸性废渣废水，耗 费大量的人力物力，导致产品的生产成本高，劳动强度大。
废铝渣是铝材加工前处理过程中产生的固体废物，我国每年都要产生数 千吨的废铝渣。废铝渣虽然经过浓缩，但含水率仍然很高，不仅占用大量的 场地，而且其渗出液还会污染地下水体，对环境造成危害。废铝渣中含有大 量的有效成分——氧化铝，是很好的工业原料来源。目前用于炼铝的高品质 铝土矿、高岭土等矿物资源相对短缺，而且这类矿物资源存在着冶炼困难、 溶出率低、能耗高的弊端;而含铝废渣，特别是铝材加工产生的废铝渣不存 在溶出困难的问题，而且原料来源为废物，既可省去原料成本，又可省去废 物处置费用。
采用废铝渣为原料制造明矾，首先铝渣浆液和浓硫酸反应生成硫酸铝粗 液，经过沉降分离工序制得硫酸铝母液，硫酸铝母液再和硫酸铵/硫酸钾反 应生成明矾粗液，经冷却结晶，最终制得明矾成品。在生产过程中，硫酸铝 粗液的沉降分离工序产生大量废水及少量废渣，明矾粗液的冷却结晶工序亦 产生大量废水，如果这些废水和废渣未经回收直接排放，不仅会造成极大的 能源浪费，而且也对环境造成破坏。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术不足，提供一种由工业下脚 料——废铝渣制备明矾的生产过程中废水、废渣利用的方法，具体地说，是 硫酸铝粗液沉降分离工序和明矾粗液冷却结晶工序所产生的废水、废渣利用 的方法，该发明可实现废物的有效利用，废水零排放，废渣量少且可带来附 加收益，既产生了显著的经济效益，又降低了环境污染。明矾的生产方法为：
(1)硫酸铝粗液制备工序：将废铝渣制成铝渣浆液后泵入到反应釜中， 再将浓硫酸加入到反应釜中，反应后制得硫酸铝粗并出料至沉降桶;
(2)硫酸铝粗液沉降分离工序：
a、在沉降桶底部通入压缩空气，将硫酸铝粗液吹至沸腾后，加入高分 子絮凝剂，调节pH值范围在1.5～2.5，静置，得到上清液和底渣;
b、将上清液送至压滤机，压滤后，得到硫酸铝母液和废渣;用清水冲 洗压滤机的滤布，得到清水冲洗压滤机所得废水;
(3)明矾粗液制备工序：将步骤(2)所得硫酸铝母液，送至明矾反应 浓缩罐中，加热，并按比例加入硫酸铵/硫酸钾，反应后制得明矾粗液;
(4)冷却结晶工序：将步骤(3)所得明矾粗液，送至结晶池，自然冷 却晾干，即得明矾晶体和结晶母液;
(5)水洗、晾干、包装工序：将步骤(4)所得明矾晶体，用清水洗去 杂质，再自然晾干，包装，即得钾明矾成品。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种明矾生产过程中废水、 废渣利用的方法，其特征在于，将明矾生产过程中的废水，一部分用于明矾 生产过程中的沉降分离工序，作为底渣的洗涤水，并将底渣和洗涤水的混合 液送至下级沉降分离工序;剩余的废水加石灰中和至中性后，作为厂区绿化 用水;将明矾生产过程中的废渣，作为建筑材料的原材料。
在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
进一步，所述废水，包括清水冲洗压滤机所得废水、明矾结晶母液、清 水清洗明矾晶体所得废水。
进一步，所述用于沉降分离工序的废水≥废水总量的95%。
进一步，所述沉降分离工序为在明矾生产过程中进行的硫酸铝粗液的沉 降分离工序。
进一步，所述硫酸铝粗液为明矾生产过程中进行的废铝渣和硫酸反应所 得溶液。
进一步，所述废渣为在明矾生产过程中压滤机压榨所得废渣。
进一步，所述压滤机为板框式压滤机。
本发明的有益效果是：
(1)本发明以工业下脚料——废铝渣为原料生产明矾;生产过程中产 生的废水可循环利用，实现零排放，节水降耗，大量节约一次水的使用量; 产生的少量废渣可作为建筑材料的原材料，带来附加收益。本发明实现了废 物的有效利用，既减少了环境污染，又节约了生产成本，产生了显著的经济 效益。
(2)本发明工艺简单，操作方便，适用于现有明矾生产企业的节能改 造。