[发明专利]一种利用二次铝灰制备磷、镁掺聚合氯化铝絮凝剂的方法

说明书

本发明公开了利用二次铝灰制备磷、镁掺聚合氯化铝絮凝剂的方法，取磷酸钠、氧化钙、铝灰混合，得到磷钙掺铝灰混合物；将氯化镁水溶液和磷钙掺铝灰混合物混合，密封搅拌得到固氟氨混合浆；将盐酸水溶液与固氟氨混合浆混合，密封加热搅拌得酸浸混合浆；向酸浸混合浆中加入铝酸钙，混合，搅拌陈化，滚筒烘干磨粉，得到磷、镁掺聚合氯化铝絮凝剂。本发明还公开了磷、镁掺聚合氯化铝絮凝剂及其应用，本发明可实现二次铝灰的高效利用，处置铝灰过程无需额外脱氮与脱盐步骤，可实现铝灰中各成分的充分利用。本发明制备的磷、镁掺聚合氯化铝絮凝剂相比传统聚合氯化铝具有更高的吸附性，最高可吸附346.73mg/gCOD和52.24mg/L铅。

技术领域

本发明属于危险废弃物资源化利用领域，具体涉及一种利用二次铝灰制备磷、镁掺聚合氯化铝絮凝剂的方法。

背景技术

每生产、加工1吨铝产品(涉及电解、熔炼、金属加工、回收等过程)便会产生180～290kg的铝灰。基于金属铝含量，铝灰又被分为一次铝灰和二次铝灰。一次铝灰(俗称白灰)中主要含有金属铝和氧化铝，其金属铝含量高且具有回收价值。行业中主要通过破碎、研磨、过筛方式回收一次铝灰中的金属铝粒屑。二次铝灰(俗称黑灰)，由一次铝灰回收铝或铝合金精炼过程产生。二次铝灰主要含有氧化铝、硅氧化物、盐熔剂等物质，主要物相包括Al₂O₃、Al、MgAl₂O₄、AlN、NaCl、Al(OH)₃、CaF₂等，具有反应性和毒性，对生态环境易带来不利影响。二次铝灰中AlN易与水反应生成氢氧化铝并释放氨气，同时铝灰中NaCl和CaF₂的存在限制了铝灰在水泥建材及其它资源化行业的大量使用。污水处理工艺离不开絮凝剂的大量使用，而聚合氯化铝(PAC)是最常见的一种絮凝剂。目前，PAC制备工艺成熟，所涉及铝源材料主要包括氢氧化铝、氯化铝、铝酸钙等。近两年出现的以铝灰为原料制备PAC的工艺仅是将铝源材料加以替换并辅以传统酸浸方法，制备过程需要考虑处理AlN反应释放氨问题，同时所制备的PAC产品铵根离子、游离态氟、游离态氯及其它有害杂质含量高，PAC产品性能差。这些问题无疑限制了铝灰在絮凝剂资源化领域的应用。

本发明结合上述问题，提出利用铝灰制备聚合氯化铝系列产品的新方法，为铝灰在絮凝剂资源化领域的广泛应用提供技术借鉴与参考。

发明内容

发明目的：本发明所要解决的技术问题是提供了一种利用二次铝灰制备磷、镁掺聚合氯化铝絮凝剂的方法。

本发明还要解决的技术问题是提供了一种磷、镁掺聚合氯化铝絮凝剂及其应用，其最高可吸附346.73mg/gCOD和52.24mg/L铅。

技术方案：为了解决上述技术问题，本发明提供了一种利用二次铝灰制备磷、镁掺聚合氯化铝絮凝剂的方法，包括以下步骤：

1)称取磷酸钠、氧化钙、铝灰混合，得到磷钙掺铝灰混合物；

2)将氯化镁水溶液和磷钙掺铝灰混合物混合，密封条件下搅拌1～4小时，得到固氟氨混合浆；

3)将盐酸水溶液与固氟氨混合浆混合，密封加热条件下搅拌1～4小时，得到酸浸混合浆；

4)向酸浸混合浆中加入铝酸钙，混合，搅拌陈化2～6小时，滚筒烘干磨粉，得到磷、镁掺聚合氯化铝絮凝剂。

其中，步骤1)中，所述磷酸钠、氧化钙、铝灰的质量比7.5～17.5∶2.5～7.5∶100。

其中，步骤2)中，所述氯化镁水溶液浓度为0.025～0.075g/mL。

其中，步骤2)中，所述氯化镁水溶液和磷钙掺铝灰混合物液固比为0.5～2.5∶1mL/g。

其中，步骤3)中，所述盐酸水溶液质量分数为10％～30％。