一種從活性白土生產(chǎn)廢水中回收制取鉀明礬的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及廢水處理及無機鹽制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種從活性白土生產(chǎn)廢水 中回收制取鉀明礬的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 活性白土主要用于礦物油、植物油及動物油脂的脫色精制，是一種重要的石油化 工和日用化工原料。活性白土是以膨潤土為原料，主要采用濕法酸化工藝加工而成。其生 產(chǎn)過程包括：膨潤土水化、加硫酸活化、水洗、干燥、粉碎。因其產(chǎn)品含酸量大，需經(jīng)反復(fù)水洗 才能使酸含量小于〇. 2%，以達到HG/T2569-94產(chǎn)品標準的要求。依方法不同，水洗過程產(chǎn) 生的廢水量有一定差異，但生產(chǎn)It活性白土產(chǎn)生的廢水量一般不少于30-40t。該廢水中主 要含有膨潤土酸化反應(yīng)產(chǎn)生的硫酸鋁及未反應(yīng)的硫酸等，若直接排放，不僅浪費了大量的 資源，而且會對環(huán)境造成嚴重的污染。
[0003] 近年來，針對活性白土生產(chǎn)廢水的治理及回收利用已提出一些方法，如石灰中和 法、電石渣中和法、回酸活化法，及用其分解瓷土以制造工業(yè)用水處理劑硫酸鋁，溶解鐵肩 制造綠礬等。這些方法，有的較好地解決了活性白土生產(chǎn)廢水的治理問題，如石灰中和法通 過加入石灰可使廢水中的酸性得到中和，使硫酸根離子、鋁離子及鐵離子等形成硫酸鈣、氫 氧化鋁、氫氧化鐵等沉淀而除去，但這些沉淀物因不能得到利用而成為新的固廢；有的較好 地解決了活性白土生產(chǎn)廢水中資源的回收利用問題，如用其分解瓷土以制造工業(yè)用水處理 劑硫酸鋁的方法就是利用廢水中的硫酸來分解瓷土，將瓷土中的鋁浸取到溶液中來，再經(jīng) 凈化除雜、蒸發(fā)結(jié)晶、分離干燥、粉碎包裝得硫酸鋁，該法盡管有效地利用了活性白土生產(chǎn) 廢水中的硫酸、硫酸鋁等資源，但由于鐵離子等雜質(zhì)會影響產(chǎn)品硫酸鋁的品質(zhì)，因而必須經(jīng) 凈化除雜過程將其除去。目前常采用活性二氧化錳法除鐵，需要價格昂貴的錳鹽，致使處理 成本較高。
[0004] 鉀明礬主要用作膠片及像紙的堅膜劑，凈水助沉劑，醫(yī)藥收斂劑及止血劑，印染媒 染劑，發(fā)酵粉原料，造紙上膠劑，鞣革劑，生產(chǎn)高純氧化鋁及其他鋁鹽的原料，橡膠發(fā)泡劑， 食品添加劑等。該產(chǎn)品目前主要生產(chǎn)方法是用硫酸處理鋁土礦制得硫酸鋁，然后與硫酸鉀 反應(yīng)，再經(jīng)凈化、蒸發(fā)、冷卻結(jié)晶、過濾、干燥而得。
[0005] 專利"從活性白土生產(chǎn)廢水中回收制取明礬的方法（專利號： ZL200910185137. 8) "，公開了利用活性白土生產(chǎn)廢水中的硫酸、硫酸鋁，與氫氧化鋁和濃氨 水（氫氧化鉀）進行反應(yīng)，過濾、蒸發(fā)，得粗明礬，然后經(jīng)凈化除雜得純度大于99%的明礬成 品。該發(fā)明解決了活性白土生產(chǎn)廢水的治理及回收利用方法中存在的問題，回收利用了明 礬，但該方法也存在著生產(chǎn)成本高、生產(chǎn)周期長等缺點。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種從活性白土生產(chǎn)廢水中回收制取鉀明礬的 方法，以解決現(xiàn)有活性白土生產(chǎn)廢水處理方式導(dǎo)致鋁元素極大浪費的問題。本發(fā)明可有效 處理活性白土生產(chǎn)廢水，使活性白土生產(chǎn)廢水中的鋁元素得到充分利用，達到節(jié)能減排、變 廢為寶的目的。
[0007] 為解決以上技術(shù)問題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：
[0008] -種從活性白土生產(chǎn)廢水中回收制取鉀明礬的方法，包括以下步驟：
[0009] S1 :采用活性白土生產(chǎn)廢水與膨潤土混合，使膨潤土的三氧化二鋁溶解于活性白 土生產(chǎn)廢水中，再將增加硫酸鋁濃度的活性白土生產(chǎn)廢水循環(huán)與新增加的膨潤土混合，以 這樣的工藝步驟循環(huán)操作，直至溶解在活性白土生產(chǎn)廢水的硫酸鋁達到飽和；
[0010] S2 :將步驟S1制得的硫酸鋁達到飽和的活性白土生產(chǎn)廢水經(jīng)控制溫度和pH值后 加入硫酸氫鉀反應(yīng)生成鉀明礬；
[0011] S3 :將步驟S2反應(yīng)生成的鉀明礬溶液除去雜質(zhì)，所得清液冷卻結(jié)晶，所得結(jié)晶壓 濾得到濾餅粗鉀明礬；
[0012] S4 :將步驟S3制得的粗鉀明礬投入水中，攪拌使粗鉀明礬完全溶解后再次除去雜 質(zhì)，所得清液再次冷卻結(jié)晶，所得結(jié)晶壓濾得到鉀明礬；
[0013] S5 :將步驟S4制得的鉀明礬采用熱空氣烘干，即制得純凈的鉀明礬。
[0014] 優(yōu)選地，步驟S1中膨潤土的三氧化二鋁溶解于活性白土生產(chǎn)廢水的溫度為 90-92Γ，增加硫酸鋁濃度的活性白土生產(chǎn)廢水循環(huán)與新增加的膨潤土混合循環(huán)操作步驟 為2-4次。
[0015] 優(yōu)選地，步驟S2中硫酸鋁達到飽和的活性白土生產(chǎn)廢水控制的溫度為86-88Γ， pH 值為 4. 1-4.2。
[0016] 優(yōu)選地，加入硫酸氫鉀時，所述硫酸氫鉀的量為使鉀明礬中K+:A13+:S0 42的摩爾濃 度比為 1. 01-1. 02:1:2. 01-2. 03。
[0017] 優(yōu)選地，步驟S3和S4中清液冷卻結(jié)晶的溫度彡12 °C。
[0018] 優(yōu)選地，步驟S3和S4中壓濾的壓力為0· 9-1. OMPa，鉀明礬壓至含水率彡40%。
[0019] 優(yōu)選地，步驟S4中加水量為粗鉀明礬的重量1. 1-1. 2倍。
[0020] 優(yōu)選地，步驟S5中所述熱空氣為煤煙氣與空氣熱交換得到。
[0021] 優(yōu)選地，所述煤煙氣溫度為860-880°C，所述空氣溫度為8-30°C，所述熱空氣溫度 為 300-350 Γ。
[0022] 優(yōu)選地，步驟S5中鉀明礬烘干至含水率< 0. 9 %。
[0023] 本發(fā)明具有以下有益效果：
[0024] (1)與用工業(yè)原料生產(chǎn)的鉀明礬及現(xiàn)有技術(shù)生產(chǎn)的鉀明礬相比，本發(fā)明的生產(chǎn)成 本更低；
[0025] (2)本發(fā)明有效利用了煤煙廢氣的能量，在更高溫度下烘干鉀明鞏，使得本發(fā)明生 產(chǎn)周期比現(xiàn)有技術(shù)更短；
[0026] (3)本發(fā)明制備的鉀明礬不僅純度高，達到99. 87% -99. 92%，而且質(zhì)量穩(wěn)定；
[0027] (4)本發(fā)明可有效回收利用活性白土生產(chǎn)廢水中鋁元素，且活性白土生產(chǎn)廢水中 不增加新的元素，達到綜合利用、節(jié)能減排的目的。
【附圖說明】
[0028] 圖1為本發(fā)明從活性白土生產(chǎn)廢水中回收制取鉀明礬的工藝流程示意圖。
【具體實施方式】 [0029] 實施例1
[0030] 一種從活性白土生產(chǎn)廢水中回收制取鉀明礬的方法，包括以下步驟：
[0031] S1 :采用活性白土生產(chǎn)廢水在溫度為90°C下與膨潤土混合，使膨潤土的三氧化二 鋁溶解于活性白土生產(chǎn)廢水中，再將增加硫酸鋁濃度的活性白土生產(chǎn)廢水循環(huán)與新增加的 膨潤土混合，使溶解在活性白土生產(chǎn)廢水的硫酸鋁達到飽和；
[0032] S2 :將步驟S1制得的硫酸鋁達到飽和的活性白土生產(chǎn)廢水經(jīng)控制溫度為86°C，pH 值為4. 1下加入硫酸氫鉀，所加硫酸氫鉀的量為使鉀明鞏中K+:A13+:S04 2的摩爾濃度比為 1.01:1:2. 02,反應(yīng)生成鉀明礬；
[0033] S3 :將步驟S2反應(yīng)生成的鉀明礬溶液除去雜質(zhì)，所得清液在溫度為12°C下冷卻結(jié) 晶，所得結(jié)晶在壓力為〇. 9MPa下壓濾得到含水率為40%的濾餅粗鉀明礬；
[0034] S4 :將步驟S3制得的粗鉀明礬投入水中，所加水量為粗鉀明礬的重量1. 1倍，在溫 度為86°C下攪拌使粗鉀明礬完全溶解后再次除去雜質(zhì)，所得清液在溫度為12°C下再次冷 卻結(jié)晶，所得結(jié)晶壓濾得到含水率為40%的鉀明礬；
[0035] S5 :將步驟S4制得的鉀明礬采用溫度為860°C的煤煙氣和溫度為30°C的空氣熱交 換得到溫度為300°C的熱空氣下進一步除去水分，直至鉀明礬含水率為0. 8%為止，即制得 純凈的鉀明礬。
[0036] 實施例2
[0037] -種從活性白土生產(chǎn)廢水中回收制取鉀明礬的方法，包括以下步驟：
[0038] S1 :采用活性白土生產(chǎn)廢水在溫度為92°C下與膨潤土混合，使膨潤土的三氧化二 鋁溶解于活性白土生產(chǎn)廢水中，再將增加硫酸鋁濃度的活性白土生產(chǎn)廢水循環(huán)與新增加的 膨潤土混合，以這樣的工藝步驟循環(huán)操作4次，直至溶解在活性白土生產(chǎn)廢水的硫酸鋁達 到飽和；
[0039] S2 :將步驟S1制得的硫酸鋁達到飽和的活性白土生產(chǎn)廢水經(jīng)控制溫度為88°C，pH 值為4. 2下加入硫酸氫鉀，所加硫酸氫鉀的量為使鉀明鞏中NH4+:A13+:S0 42的摩爾濃度比為 1.02:1:2. 01，反應(yīng)生成鉀明礬；
[0040] S3 :將步驟S2反應(yīng)生成的鉀明礬溶液除去雜質(zhì)，所得清液在溫度為10°C下冷卻結(jié) 晶，所得結(jié)晶在壓力為1. OMPa下壓濾得到含水率為36%的濾餅粗鉀明礬；
[0041] S4 :將步驟S3制得的粗鉀明礬投入水中，所加水量為粗鉀明礬的重量1. 2倍，在溫 度為88°C下攪拌使粗鉀明礬完全溶解后再次除去雜質(zhì)，所得清液在溫度為10°C下再次冷 卻結(jié)晶，所得結(jié)晶壓濾得到含水率為35%的鉀明礬；
[0042] S5 :將步驟S4制得的鉀明礬采用溫度為880°C的煤煙氣和溫度為8°C的空氣熱交 換得到溫度為350°C的熱空氣下進一步除去水分，直至鉀明礬含水率為0. 9%為止，即制得 純凈的鉀明礬。
[0043] 實施例3
[0044] 一種從活性白土生產(chǎn)廢水中回收制取鉀明礬的方法，包括以下步驟：
[0045] S1 :采用活性白土生產(chǎn)廢水在溫度為91°C下與膨潤土混合，使膨潤土的三氧化二 鋁溶解于活性白土生產(chǎn)廢水中，再將增加硫酸鋁濃度的活性白土生產(chǎn)廢水循環(huán)與新增加的 膨潤土混合，以這樣的工藝步驟循環(huán)操作3次，直至溶解在活性白土生產(chǎn)廢水的硫酸鋁達 到飽和；
[0046] S2 :將步驟S1制得的硫酸鋁達到飽和的活性白土生產(chǎn)廢水經(jīng)控制溫度為8