一种利用电极箔腐蚀废硫酸生产聚硫酸铝的方法技术

本发明专利技术涉及一种利用电极箔腐蚀废硫酸生产聚硫酸铝的方法，以电极箔腐蚀废硫酸为原料通过超滤处理、在锥形反应釜中反应、聚合反应过程添加柠檬酸最终得到高质量的聚硫酸铝。与现有技术相比，本发明专利技术的方法简单，对电极箔腐蚀废硫酸进行了充分利用，具有能耗低、生产效率高、产品质量高、产品附加值高等优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电极箔腐蚀废硫酸的回收利用方法，特别涉及一种利用电极箔腐蚀废硫酸生产聚硫酸铝的方法。
技术介绍
目前，电极箔生产的腐蚀扩孔工艺中有较多的废酸产出，其中：硫酸为28%，Al3+为0.8%，盐酸和硝酸为1%，密度为1140kg/m3，常温，无色。电极箔腐蚀废硫酸的回收处理工艺为：废酸—离子交换树脂—加石灰调节pH—沉淀—排放。该工艺虽然通过树脂能吸附部分硫酸，但经水冲洗后硫酸的浓度不到20%，低于腐蚀工艺需要的硫酸浓度，且其中的铝离子浓度超标，回用时不仅要加浓硫酸，还要考虑铝离子浓度对腐蚀工艺的影响，造成部分回收酸不能回用；另一方面加石灰沉淀工序产生大量的石膏固体废物，须送到固体废物处理中心处理，费用较高，同时每天仍需排放大量的废水，资源浪费。专利CN102079512A公开了从硫酸法制备钛白粉的废酸中回收硫酸和硫酸盐的工艺，通过采用三次蒸发三次冷凝，对每次蒸发出蒸汽的热能没有利用，能耗大；用隔膜压滤机进行过滤，由于硫酸铝胶体在压滤过程中已形成致密的过滤层，影响过滤速度，且不易进行连续操作，而且废弃的材料中也没有回收出别的物质。专利CN103935966A公开了一种电极箔腐蚀废硫酸的回收处理工艺，其通过预热、三效蒸发、冷却、冷凝结晶、离心分离、干燥来回收其中的硫酸，工艺流程长，生产效率低，另外三效蒸发器设备投资大，工艺经济性差。
技术实现思路
为了克服上述现有技术的不足，本专利技术提供了一种利用电极箔腐蚀废硫酸生产聚硫酸铝的方法，该方法具有反应速度快、反应转化率高、能耗低、产品聚硫酸铝质量高的优点，该方法不仅对电极箔腐蚀废硫酸进行了充分利用，并且工艺简单，产品附加值高，产品聚硫酸铝可直接用于工厂的生产用水和废水处理。本专利技术的解决方案为：一种利用电极箔腐蚀废硫酸生产聚硫酸铝的方法，具体步骤如下：1）将来自废硫酸贮槽中的电极箔腐蚀废硫酸泵入超滤膜处理器中进行预处理，去除其中的固体、絮状物、金属杂质，所述超滤膜为无机膜，超滤膜的孔径为35-50nm；2）将预处理后的废硫酸从锥形反应釜中下部输入；3）将粉碎后粒径为80-120目的铝材从锥形反应釜顶部加入，所述铝材为氢氧化铝或氧化铝；4）搅拌反应，控制搅拌速度为100-150rpm,反应pH为6.5-7.0，反应温度为90℃-110℃，反应时间为1.0-1.5h;5)在70℃-90℃下加入铝酸钙、柠檬酸至步骤4）反应得到的溶液中，进行聚合反应，反应时间1-2h，得到聚合反应液；6）将步骤5）得到的聚合反应液降温到35℃-45℃后，加入高分子混凝剂聚丙烯酰胺，保温1-2h，得到溶液；7）将步骤6）得到的溶液过滤，得到褐色的聚硫酸铝溶液。优选地，步骤1）中的超滤膜选自陶瓷膜，超滤操作压力为0.1-0.2MPa。优选地，步骤3）中铝材与步骤1）中废硫酸原料的重量比为0.3-0.4：1。优选地，步骤5）中铝酸钙的加入量为铝材重量的40%-50%，柠檬酸的加入量为铝材重量的3%-10%。优选地，步骤6）中聚丙烯酰胺的加入量为铝材重量的1%-5%。本专利技术与现有技术相比具有以下优点：（1）废酸的利用率高，同时不采用能耗高的蒸发、蒸馏等操作及设备；（2）采用超滤膜进行预处理，有效去除了废酸中的杂质，提升了产品的质量；（3）采用锥形反应釜，反应速度快，反应充分，反应的收率高，反应效率比普通反应器提高30-50%；（4）聚合反应中加入柠檬酸，提高了产品的质量，使得最终产品中的不溶物的质量分数<0.1%,盐基度为50%-60%，氧化铝含量（wt%）为8%-10%，符合国家标准。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术进行详细的说明，实施例仅是本专利技术的优选实施方式，不是对本专利技术的限定。实施例1一种利用电极箔腐蚀废硫酸生产聚硫酸铝的方法，具体步骤如下：1）将来自废硫酸贮槽中的电极箔腐蚀废硫酸泵入超滤膜处理器中进行预处理，去除其中的固体、絮状物、金属杂质，所述超滤膜为陶瓷膜，超滤膜的孔径为50nm，超滤操作压力为0.15MPa；2）将预处理后的废硫酸从锥形反应釜中下部输入；3）将粉碎后粒径为80-120目的铝材从锥形反应釜顶部加入，所述铝材为氢氧化铝；铝材与步骤1）中废硫酸原料的重量比为0.3；4）搅拌反应，控制搅拌速度为100rpm,反应pH为6.8，反应温度为100℃，反应时间为1.0h;5)在70℃下加入铝酸钙、柠檬酸至步骤4）反应得到的溶液中，进行聚合反应，反应时间1h，得到聚合反应液；铝酸钙的加入量为铝材重量的40%，柠檬酸的加入量为铝材重量的3.5%；6）将步骤5）得到的聚合反应液降温到35℃后，加入高分子混凝剂聚丙烯酰胺，保温1.0h，得到溶液；聚丙烯酰胺的加入量为铝材重量的1%；7）将步骤6）得到的溶液过滤，得到褐色的聚硫酸铝溶液。经检测，得到的聚硫酸铝溶液其中：氧化铝的质量分数为8.6%，盐基度为57.3%，不溶物的质量分数为0.08%。实施例2一种利用电极箔腐蚀废硫酸生产聚硫酸铝的方法，具体步骤如下：1）将来自废硫酸贮槽中的电极箔腐蚀废硫酸泵入超滤膜处理器中进行预处理，去除其中的固体、絮状物、金属杂质，所述超滤膜为陶瓷膜，超滤膜的孔径为45nm，超滤操作压力为0.15MPa；2）将预处理后的废硫酸从锥形反应釜中下部输入；3）将粉碎后粒径为80-120目的铝材从锥形反应釜顶部加入，所述铝材为氢氧化铝；铝材与步骤1）中废硫酸原料的重量比为0.4；4）搅拌反应，控制搅拌速度为100rpm,反应pH为6.5，反应温度为100℃，反应时间为1.0h;5)在75℃下加入铝酸钙、柠檬酸至步骤4）反应得到的溶液中，进行聚合反应，反应时间1h，得到聚合反应液；铝酸钙的加入量为铝材重量的45%，柠檬酸的加入量为铝材重量的5%；6）将步骤5）得到的聚合反应液降温到40℃后，加入高分子混凝剂聚丙烯酰胺，保温1.5h，得到溶液；聚丙烯酰胺的加入量为铝材重量的1.5%；7）将步骤6）得到的溶液过滤，得到褐色的聚硫酸铝溶液。经检测，得到的聚硫酸铝溶液其中：氧化铝的质量分数为9.1%，盐基度为59.0%，不溶物的质量分数为0.03%。对比例1除了不采用超滤膜预处理外，其余与实例1相同。经检测，得到的聚硫酸铝溶液其中：氧化铝的质量分数为8.5%，盐基度为55.9%，不溶物的质量分数为0.25%。对比例2除了采用常规的反应釜替换锥形反应釜外，其余与实例1相同。经检测，得到的聚硫酸铝溶液其中：氧化铝的质量分数为7.6%，盐基度为53.2%，不溶物的质量分数为0.08%。另外，步骤4）、5）、6）三者的总操作时间需要5小时以上才能获得与实施例1质量指标相近的产物，可见采用锥形反应釜可以明显加快反应，使得反应充分，提高生产效率。对比例3除了在步骤5）不添加柠檬酸外，其余与实例2相同。经检测，得到的聚硫酸铝溶液其中：氧化铝的质量分数为8.8%，盐基度为57.6%，不溶物的质量分数为0.04%。本专利技术可用其他的不违背本专利技术的精神或主要特征的具体形式来概述。本专利技术的上述实施例都只能认为是对本专利技术的说明而不是限制，凡是依据本专利技术的实质技术对以上实施例所作的任何细微修改、等同变化与修饰，均属于本专利技术技术方案的范围内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用电极箔腐蚀废硫酸生产聚硫酸铝的方法，其特征在于：具体步骤如下：1）将来自废硫酸贮槽中的电极箔腐蚀废硫酸泵入超滤膜处理器中进行预处理，去除其中的固体、絮状物、金属杂质，所述超滤膜为无机膜，超滤膜的孔径为35‑50nm；2）将预处理后的废硫酸从锥形反应釜中下部输入；3）将粉碎后粒径为80‑120目的铝材从锥形反应釜顶部加入，所述铝材为氢氧化铝或氧化铝；4）搅拌反应，控制搅拌速度为100‑150rpm,反应pH为6.5‑7.0，反应温度为90℃‑110℃，反应时间为1.0‑1.5h;5) 在70℃‑90℃下加入铝酸钙、柠檬酸至步骤4）反应得到的溶液中，进行聚合反应，反应时间1‑2h，得到聚合反应液；6）将步骤5）得到的聚合反应液降温到35℃‑45℃后，加入高分子混凝剂聚丙烯酰胺，保温1‑2h，得到溶液；7）将步骤6）得到的溶液过滤，得到褐色的聚硫酸铝溶液。

【技术特征摘要】
1.一种利用电极箔腐蚀废硫酸生产聚硫酸铝的方法，其特征在于：具体步骤如下：1）将来自废硫酸贮槽中的电极箔腐蚀废硫酸泵入超滤膜处理器中进行预处理，去除其中的固体、絮状物、金属杂质，所述超滤膜为无机膜，超滤膜的孔径为35-50nm；2）将预处理后的废硫酸从锥形反应釜中下部输入；3）将粉碎后粒径为80-120目的铝材从锥形反应釜顶部加入，所述铝材为氢氧化铝或氧化铝；4）搅拌反应，控制搅拌速度为100-150rpm,反应pH为6.5-7.0，反应温度为90℃-110℃，反应时间为1.0-1.5h;5)在70℃-90℃下加入铝酸钙、柠檬酸至步骤4）反应得到的溶液中，进行聚合反应，反应时间1-2h，得到聚合反应液；6）将步骤5）得到的聚合反应液...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈建军，薛海燕，夏拥龙，吴伟益，
申请(专利权)人：江苏荣生电子有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32