[发明专利]一种香精香料生产过程中排放的铝盐废液制备聚合氯化铝的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种利用香精香料生产过程中产生的、酸性的、含有机物的铝盐废液制备聚合氯化铝的资源化方法，产品用于环保领域工业废水或市政污水处理。

背景技术

聚合氯化铝是我国使用量最大的一类无机高分子混凝剂，示性式为Al_n(OH)_mCl_(3n-m)(0<m<3n)。具有用量小、产生污泥少、浊度降低效果好、对出水pH影响小等优点，同时可以去除磷、有机物和金属离子，广泛应用于工业废水、地表水和生活饮用水混凝净化。生产聚合氯化铝主要原料是含铝矿物、铝盐化合物和金属铝。

香精香料大马士丁酮和佳乐麝香醇生产过程中会产生大量的高浓度含铝废液，其主要生产工艺和废液来源如图1所示。废液中三氯化铝(AlCl₃·6H₂O)含量为25.4-50.8％。此外还有一定量的硝基丙烷、甲基戊烯酮、丙二醇、TMCH、GAC、硫酸、盐酸等。

含铝盐废液呈棕褐色、散发臭味，有机物含量高，酸度大，对废液进行有效的纯化和预处理是制备聚合氯化铝的关键。废液脱色方法主要有混凝法、吸附法和氧化还原脱色等。其中臭氧氧化法可以使废水中复杂的有机物发生断链、开环等反应，生成结构简单的小分子，达到脱除色度和降解有机物的目的，具有氧化速度快、反应完全和无二次污染的特点。分为直接氧化法和间接氧化法，前者主要利用臭氧分子的氧化特性，后者则主要利用臭氧生成的羟基自由基(·OH)进行氧化，通常采用的方法是将臭氧与催化剂、超声波、活性炭及其他技术联用来提高其氧化性能。

废液中散臭物质的主要为轻质油组分，脱除方法主要有气浮法、蒸馏法、高级氧化方法和生物膜法。其中蒸馏法可以根据其挥发性强、沸点低的特点将其从废液中分离出来，达到纯化废液的目的，同时馏分可以回收利用。蒸馏法包括常压蒸馏法和减压蒸馏法。《工业聚氯化铝》(HJ/T2677-2009)要求Ⅰ类产品中的铝含量(Al₂O₃)高于10％，通过蒸馏温度的调控还可以分离出一部分水，使废液中铝组分浓缩。

聚合氯化铝的制备工艺主要有酸法和碱法工艺。杨正虎等人利用铝土矿(一水硬铝石除外)、高岭土、明矾石等含铝矿物以及利用煤矸石制备聚合氯化铝，通常是将矿物破碎、焙烧后进行酸溶，使矿物中的铝元素转移到液相中，调整盐基度熟化得到聚合氯化铝产品(杨正虎；蔡会武；张勋,晋城煤矸石制备聚合氯化铝的研究.非金属矿2012,(02),31-32+35)。崔益顺利用铝箔和铝灰制备聚合氯化铝，首先将铝塑分离得到的铝箔用盐酸溶解，然后碱调、熟化得到聚合氯化铝产品(崔益顺,铝箔制备聚合氯化铝及絮凝性能研究.工业水处理2011,(07),46-48.)。白妮等人利用粉煤灰制备聚合氯化铝主要是碱法工艺，将粉煤灰与纯碱混合并研磨焙烧，碱熔活化，得到易溶于酸的硅铝酸盐；将活化后的粉煤灰进行酸浸，分离硅胶沉淀，调节pH去除杂质金属离子，抽滤即可获得纯净的Al(OH)₃固体；采用盐酸对Al(OH)₃进行浸出、浓缩、干燥，可获得聚合氯化铝产品(白妮；王爱民；王金玺；张智芳,粉煤灰制备的聚合氯化铝絮凝剂及其在兰炭废水处理中的应用.硅酸盐通报2013,(10),2148-2154.)。

以氯化铝为原料制备聚合氯化铝有热沸腾分解法、加碱法、电解法、电渗析法和膜法。以氯化铝溶液为原料常用的方法是加碱法。即配制一定浓度的氯化铝溶液，在一定温度下加入碱性物料，熟化得到稳定的上清液即为聚合氯化铝，常用的碱性物料包括生石灰、熟石灰、苛性钠、苏打、偏铝酸钠、偏铝酸钙等。反应阶段和熟化阶段的温度和时间是影响聚合氯化铝品质的重要因素。