申请日2009.09.30
公开(公告)日2010.03.17
IPC分类号C02F1/52; C01F7/76
摘要
本发明公开了一种从活性白土生产废水中回收制取明矾的方法，利用活性白土生产废水中的硫酸、硫酸铝，与氢氧化铝和浓氨水或氢氧化钾进行反应，过滤、蒸发，得铵明矾或钾明矾，然后经净化除杂得纯度大于99%的铵明矾或钾明矾成品。本发明解决了活性白土生产废水的治理及回收利用方法中存在的问题，且降低了工业上制取明矾的成本，具有环保、节能等优点。
权利要求书
1、从活性白土生产废水中回收制取铵明矾的方法，其特征在于：包括以下 步骤：
(1)、在活性白土生产废水中加入氢氧化铝和浓氨水，在90-100℃下加热搅 拌至氢氧化铝溶解，氢氧化铝和浓氨水的添加量为使反应溶液中Al3+∶NH4+∶SO42- 的摩尔比为1∶1.18-1.20∶2.07-2.1，然后用浓氨水将反应溶液的PH值调至 2.5-3.2，趁热过滤除去沉淀;将滤液加热蒸发至溶液密度为1.22-1.38g/mL，冷 却至25-30℃过滤，得滤饼粗铵明矾;
(2)、将粗铵明矾投入水中，加热使粗铵明矾溶解，配置成质量浓度为48-51% 的溶液，然后冷却至25-30℃过滤，滤饼在60-70℃下干燥7-8小时，得铵明矾。
2、根据权利要求1所述的利用活性白土生产废水回收制取铵明矾的方法，其 特征在于：所述的反应步骤1中的25-30℃过滤所得滤液作为絮凝剂使用;所述的 反应步骤2中的过滤所得滤液，可循环回收铵明矾，或作为絮凝剂使用。
3、从活性白土生产废水中回收制取钾明矾的方法，其特征在于：包括以下 步骤：
(1)、在活性白土生产废水中加入氢氧化铝和氢氧化钾，在90-100℃下加 热搅拌至氢氧化铝溶解，氢氧化铝和氢氧化钾的添加量为使反应溶液中按Al3+∶ K+∶SO42-的摩尔比为1∶1.02-1.04∶2.02-2.04，然后用氢氧化钾将反应溶液的 PH值调至2.5-3.2，趁热过滤除去沉淀;将滤液加热蒸发至溶液密度为1.22-1.38 g/mL，冷却至25-30℃过滤，得滤饼粗钾明矾;
(2)、将粗钾明矾投入水中，加热使粗钾明矾溶解，配置成质量浓度为 50-53%的溶液，然后冷却至25-30℃过滤，滤饼在70-80℃下干燥7-8小时，得 钾明矾。
4、根据权利要求3所述的从活性白土生产废水中回收制取钾明矾的方法， 其特征在于：所述的反应步骤1中的25-30℃过滤所得滤液作为絮凝剂使用;所 述的反应步骤2中的过滤所得滤液，可循环回收钾明矾，或作为絮凝剂使用。
说明书
从活性白土生产废水中回收制取明矾的方法
技术领域
本发明涉及废水治理及无机盐制备领域，具体是一种从活性白土生产废水中 回收制取明矾的方法。
背景技术
活性白土主要用于石油精炼，动、植物油脱色、除臭，绝缘油的净化;它也 是化妆品、医药、涂料的原料。颗粒活性白土可做芳香烃重整、异构化、歧化的 催化剂。由膨润土制备活性白土，目前采用的制备方法主要是湿法。其生产过程 包括：膨润土水化、加硫酸活化、水洗、干燥、粉碎。由于制得的活性白土对酸 液的吸附量可以达到1∶1，需经反复水洗才能使酸含量小于0.2%，以达到 HG/T2569-94产品标准的要求。一般每生产1t活性白土，洗涤耗水30-40t。这些 废水中含有大量的硫酸和无机盐(主要为硫酸铝)，若直接排放，不仅浪费了大 量的资源，而且会对环境造成严重的污染。
近年来，针对活性白土生产废水的治理及回收利用已提出一些方法，如回酸 活化法、石灰中和法、石灰石中和法、电石渣中和法;以及用其分解瓷土以制造 工业用水处理剂硫酸铝，在钢铁及其制品工业上作酸洗剂，溶解铁屑制造绿矾等。 这些方法，有的较好地解决了活性白土生产废水的治理问题，如石灰中和法通过 加入石灰可使废水中的酸性得到中和，使硫酸根离子、铝离子及铁离子等形成硫 酸钙、氢氧化铝、氢氧化铁沉淀而除去，但这些沉淀物因不能得到利用而成为新 的固废;有的较好地解决了活性白土生产废水中资源的回收利用问题，如用其分 解瓷土以制造工业用水处理剂硫酸铝的方法就是利用废水中的硫酸来分解瓷土， 将瓷土中的铝浸取到溶液中来，再经净化除杂、蒸发结晶、分离干燥、粉碎包装 得硫酸铝，该法尽管有效地利用了活性白土生产废水中的硫酸、硫酸铝等资源， 但由于铁离子等杂质会影响产品硫酸铝的品质，因而必须经净化除杂过程将其除 去。目前常采用活性二氧化锰法除铁，需用价格昂贵的锰盐，致使处理成本较高。
明矾一般包括：铵明矾(A1NH4(SO4)2·12H2O)、钾明矾(AlK(SO4)2·12H2O) 和钠明矾(AlNa(SO4)2·12H2O)。
铵明矾主要用于水的净化，电镀、造纸工业的后处理，鞣革及毛皮的处理， 氧化铝及刚玉的生产，印染工业用作媒染剂，医药上用作收敛剂、利尿剂、催吐 剂及泻药，食品添加剂等。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像纸的坚膜剂，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他铝盐的 原料，橡胶发泡剂，食品添加剂等。该产品目前主要生产方法与铵明矾相似，也 是用硫酸处理铝土矿制得硫酸铝，然后与硫酸钾反应，再经净化、蒸发、冷却结 晶、过滤、干燥而得。
发明内容
本发明提供了一种从活性白土生产废水中回收制取明矾的方法，具体是从活 性白土生产废水中回收制取铵明矾和钾明矾的方法，解决了活性白土生产废水的 治理及回收利用方法中存在的问题，而且生产出市场需求良好的明矾产品。
本发明的技术方案为：
从活性白土生产废水中回收制取铵明矾的方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)、在活性白土生产废水中加入氢氧化铝和浓氨水，在90-100℃下加热搅 拌至氢氧化铝溶解，氢氧化铝和浓氨水的添加量为使反应溶液中Al3+∶NH4+∶SO42- 的摩尔比为1∶1.18-1.20∶2.07-2.1，然后用浓氨水将反应溶液的PH值调至 2.5-3.2，趁热过滤除去沉淀;将滤液加热蒸发至溶液密度为1.22-1.38g/mL，冷 却至25-30℃过滤，得滤饼粗铵明矾;
(2)、将粗铵明矾投入水中，加热使粗铵明矾溶解，配置成质量浓度为48-51% 的溶液，然后冷却至25-30℃过滤，滤饼在60-70℃下干燥7-8小时，得铵明矾。
所述的利用活性白土生产废水回收制取铵明矾的方法，其特征在于：所述的 反应步骤1中的25-30℃过滤所得滤液作为絮凝剂使用;所述的反应步骤2中的过 滤所得滤液，可循环回收铵明矾，或作为絮凝剂使用。
从活性白土生产废水中回收制取钾明矾的方法，其特征在于：包括以下步 骤：
(1)、在活性白土生产废水中加入氢氧化铝和氢氧化钾，在90-100℃下加 热搅拌至氢氧化铝溶解，氢氧化铝和氢氧化钾的添加量为使反应溶液中按Al3+∶ K+∶SO42-的摩尔比为1∶1.02-1.04∶2.02-2.04，然后用氢氧化钾将反应溶液的 PH值调至2.5-3.2，趁热过滤除去沉淀;将滤液加热蒸发至溶液密度为1.22-1.38 g/mL，冷却至25-30℃过滤，得滤饼粗钾明矾;
(2)、将粗钾明矾投入水中，加热使粗钾明矾溶解，配置成质量浓度为 50-53%的溶液，然后冷却至25-30℃过滤，滤饼在70-80℃下干燥7-8小时，得 钾明矾。
所述的从活性白土生产废水中回收制取钾明矾的方法，其特征在于：所述的 反应步骤1中的25-30℃过滤所得滤液作为絮凝剂使用;所述的反应步骤2中的 过滤所得滤液，可循环回收钾明矾，或作为絮凝剂使用。
本发明具有以下优点：
1、可将活性白土生产废水全部回收利用，且回收利用过程中不会产生二次 污染;
2、与用工业原料生产的明矾相比，本发明的生产成本较低;
3、除铁过程中无需使用锰盐等价格昂贵的原料，可有效降低处理成本。
具体实施方式
实施例1
从活性白土生产废水中回收制取铵明矾的方法：
(1)、在活性白土生产废水中加入氢氧化铝和浓氨水，在95℃下加热搅拌至 氢氧化铝溶解，氢氧化铝和浓氨水的添加量为反应溶液中Al3+∶NH4+∶SO42-的摩尔 比为1∶1.18∶2.08，然后用浓氨水将反应溶液的PH值调至2.6-2.8，趁热过滤除 去氢氧化铁沉淀;将滤液加热蒸发至溶液密度为1.30-1.32g/mL，冷却至25-30 ℃过滤，得滤饼粗铵明矾;
(2)、将粗铵明矾投入水中，加热使粗铵明矾溶解，配置成质量浓度为48% 的溶液，然后冷却至25-30℃过滤，滤饼在60℃下干燥8小时，得成品，其中铵明 矾含量为99.2%。
实施例2
从活性白土生产废水中回收制取铵明矾的方法：
(1)、在活性白土生产废水中加入氢氧化铝和浓氨水，在95℃下加热搅拌至 氢氧化铝溶解，氢氧化铝和浓氨水的添加量为使反应溶液中Al3+∶NH4+∶SO42-的摩 尔比为1∶1.19∶2.1，然后用浓氨水将反应溶液的PH值调至2.8-3.0，趁热过滤 除去氢氧化铁沉淀;将滤液加热蒸发至溶液密度为1.32-1.34g/mL，冷却至25-30 ℃过滤，得滤饼粗铵明矾;
(2)、将粗铵明矾投入水中，加热使粗铵明矾溶解，配置成质量浓度为49% 的溶液，然后冷却至25-30℃过滤，滤饼在60℃下干燥8小时，得成品，其中铵明 矾含量为99.1%。
实施例3
从活性白土生产废水中回收制取钾明矾的方法：
(1)、在活性白土生产废水中加入氢氧化铝和氢氧化钾，在90-100℃下加 热搅拌至氢氧化铝溶解，氢氧化铝和氢氧化钾的添加量为使反应溶液中按Al3+∶ K+∶SO42-的摩尔比为1∶1.02∶2.03，然后用氢氧化钾将反应溶液的PH值调至 2.9-3.1，趁热过滤除去氢氧化铁沉淀;将滤液加热蒸发至溶液密度为 1.30-1.32g/mL，冷却至25-30℃过滤，得滤饼粗钾明矾;
(2)、将粗钾明矾投入水中，加热使粗钾明矾溶解，配置成质量浓度为50% 的溶液，然后冷却至25-30℃过滤，滤饼在75℃下干燥7小时，得成品，其中钾 明矾含量为99.4%。
实施例4
从活性白土生产废水中回收制取钾明矾的方法：
(1)、在活性白土生产废水中加入氢氧化铝和氢氧化钾，在90-100℃下加 热搅拌至氢氧化铝溶解，氢氧化铝和氢氧化钾的添加量为使反应溶液中按Al3+∶ K+∶SO42-的摩尔比为1∶1.02∶2.04，然后用氢氧化钾将反应溶液的PH值调至 3.1-3.3，趁热过滤除去沉淀;将滤液加热蒸发至溶液密度为1.29-1.31g/mL，冷 却至25-30℃过滤，得滤饼粗钾明矾;
(2)、将粗钾明矾投入水中，加热使粗钾明矾溶解，配置成质量浓度为52% 的溶液，然后冷却至25-30℃过滤，滤饼在75℃下干燥7小时，得成品，其中钾 明矾含量为99.0%。
