[发明专利]一种利用聚合氯化铝生产废渣制备硫酸钙晶须的方法

说明书

本发明涉及一种利用聚合氯化铝生产废渣制备硫酸钙晶须的方法，属于废弃物利用技术领域。本发明提供了一种以聚合氯化铝生产废渣作为原料，通过电泳处理，对其进行初步除杂分离，再利用微生物厌氧发酵，增加亚硫酸根含量，在高温高压下，以磷酸作为晶型调节剂，通过二氧化碳，获得碳酸钙晶体，通过烧结及低速分离去除杂质，将除杂后的沉淀物在高温下分解，随后使用盐酸溶解，获得游离的钙源，最后通过氧化剂氧化亚硫酸根及硫酸根与钙离子的结合，制得硫酸钙晶须。本发明制备的硫酸钙晶须的晶须呈有序性高，晶体完整，质量稳定，且制作成本低，充分利用了聚合氯化铝生产废渣，实现了废弃物的再次利用。

技术领域

本发明涉及一种利用聚合氯化铝生产废渣制备硫酸钙晶须的方法，属于废弃物利用技术领域。

背景技术

聚合氯化铝是水处理中的高效絮凝剂，具有吸附活性高、澄清泥沙时间短、适应pH值范围宽、不需要助凝剂和不受水温影响等特点，广泛应用于胶体、悬浮物、有机物、金属离子、磷酸盐、有毒金属、色度等的去除。国内外生产PAC的方法很多，我国生产聚合氯化铝的一种普遍方法，是用铝酸钙粉与酸液反应而制得，所用原料为铝酸钙粉和盐酸或三氯化铝溶液，每生产1 t质量分数为10％的液体聚合氯化铝就会产生约150 kg废渣。此类废渣呈黏稠状，具有弱酸性，如不处理会对环境产生极大危害。目前，国内外对聚合氯化铝生产废渣的主要处理方式是填埋和堆弃，不仅处理成本高，且污染环境，占用土地资源。

硫酸钙晶须，别名：石膏晶须，石膏纤维；成份分子式：CaSO₄。硫酸钙晶须分为无水、半水、二水三种，其中无水硫酸钙晶须强度最高。二水硫酸钙晶须在超过110℃使用时起不到晶须的增强作用，工业应用前景小；无水及半水硫酸钙晶须则具有较高的强度和使用价值。

目前，硫酸钙晶须通常直接采用天然石膏为原料用水压热法和常压酸化法两种方法制备。虽然我国天然石膏储量丰富，可中国经济的快速发展使得对天然矿产资源的依赖性越来越强，从保持经济的长远发展来看，这种不可再生资源会越来越少甚至枯竭，而硫酸钙晶须及制品良好的市场应用前景又会加快天然石膏的消耗。

发明内容

本发明所要解决的技术问题：针对目前聚合氯化铝生产废渣的处理方式为填埋和堆弃，不仅处理成本高，且污染环境，占用土地资源，同时目前硫酸钙晶须的制备以不可再生资源石膏作为原料，易导致资源枯竭的问题，本发明提供了一种以聚合氯化铝生产废渣作为原料，通过电泳处理，对其进行初步除杂分离，再利用微生物厌氧发酵，增加亚硫酸根含量，在高温高压下，以磷酸作为晶型调节剂，通过二氧化碳，获得碳酸钙晶体，通过烧结及低速分离去除杂质，将除杂后的沉淀物在高温下分解，随后使用盐酸溶解，获得游离的钙源，最后通过氧化剂氧化亚硫酸根及硫酸根与钙离子的结合，制得硫酸钙晶须。本发明制备的硫酸钙晶须的晶须呈有序性高，晶体完整，质量稳定，且制作成本低，充分利用了聚合氯化铝生产废渣，实现了废弃物的再次利用。

为解决上述技术问题，本发明采用如下所述的技术方案是：

（1）按质量比1:2，取聚合氯化铝生产废渣和质量分数为4％的葡萄糖溶液放入搅拌机中，以800r/min搅拌30～40min，将搅拌混合物放入电泳槽中进行电泳，设定电压为400～500V，电泳13～18h，收集电泳槽负极处的富集物，将富集物放入80℃干燥箱中干燥7～8h，收集干燥物A；

（2）按重量份数计，取60～65份水、30～35份上述干燥物A、28～32份葡萄糖、19～22份琼脂、12～14份硝酸钠、9～12份曲霉、6～9份氯化钾及3～5份磷酸氢二钾，放入发酵罐中，使用氮气将发酵罐中的空气排出，设定温度为35～40℃，以160r/min搅拌发酵2～4天；