活性白土生產廢水處理及有用成分回收利用新技術

中國污水處理工程網時間：2012-4-9 11:46:32

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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。目前我國活性白土年用量在50萬t左右[1]。

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。其生產過程包括：膨潤土水化、加硫酸活化、水洗、干燥、粉碎。因其產品含酸量大，需經反復水洗才能使酸含量小于0.2 %，以達到HG/T2569-94產品標準的要求。依方法不同，水洗過程產生的廢水量有一定差異，但生產1 t活性白土產生的廢水量一般不少于30~40 t。該廢水中主要含有膨潤土酸化反應產生的硫酸鋁及未反應的硫酸等，若直接排放，不僅浪費了大量的資源，而且會對環境造成嚴重的污染[2-3]。

近年來，針對活性白土生產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用水處理劑硫酸鋁，溶解鐵屑制造綠礬等。這些方法，有的較好地解決了活性白土生產廢水的治理問題，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廢水中資源的回收利用問題，如用其分解瓷土以制造工業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，再經凈化除雜、蒸發結晶、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廢水中的硫酸、硫酸鋁等資源，但由于鐵離子等雜質會影響產品硫酸鋁的品質，因而必須經凈化除雜過程將其除去，故使其制取工藝較為復雜，原料消耗較多，致使生產效益不佳[4]。

1 由活性白土生產廢水回收制取聚硅硫酸鋁的方法

聚硅硫酸鋁是一種新型的無機高分子絮凝劑，是在硅酸及鋁鹽絮凝劑的基礎上發展起來的聚硅酸與鋁鹽的復合產物。由于該絮凝劑具有絮凝效果好、價格便宜、處理后水中的殘鋁量低等優點，因此對其研究引起了國內外水處理界的極大關注。該絮凝劑目前主要采用硅酸鈉、鋁酸鈉和硫酸鋁等工業品作為原料經聚合反應而制得[5]。相對來說，這種方法的生產成本較高。

針對活性白土生產廢水現有處理技術及聚硅硫酸鋁現有制備方法中所存在的不足之處，文章提出由活性白土生產廢水回收制取聚硅硫酸鋁的方法，其工藝流程如圖1 所示[6]。

與現有技術相比，本方法的特點為：

(1)可將活性白土生產廢水全部回收利用，且回收利用過程中不會產生二次污染；

(2)與用工業原料生產的聚硅硫酸鋁相比，本方法生產成本低，且制取的產品中因含有少量的鐵，其絮凝性能更優；

(3)與用活性白土生產廢水分解瓷土以制造工業用水處理劑硫酸鋁方法相比，本方法在制取聚硅硫酸鋁過程中因無需除鐵，故簡化了制取工藝，降低了原料消耗，可獲得良好的經濟效益。

圖1 由活性白土生產廢水回收制取聚硅硫酸鋁工藝流程

Fig .1 Craft process of preparing polysilicon aluminum sulfate via wastewater from activated clay process

2 由活性白土生產廢水回收制取明礬的方法

明礬一般包括：銨明礬(AlNH4(SO4)2·12H2O) 、鉀明礬(AlK(SO4)2·12H2O)和鈉明礬(AlNa(SO4)2·12H2O)。

銨明礬主要用于水的凈化，電鍍、造紙工業的后處理，鞣革及毛皮的處理，氧化鋁及剛玉的生產，印染工業用作媒染劑，醫藥上用作收斂劑、利尿劑、催吐劑及瀉藥，食品添加劑等。該產品目前主要生產方法是用硫酸處理鋁土礦制得硫酸鋁，然后與硫酸銨反應，再經凈化、蒸發、冷卻結晶、過濾、干燥而得[5]。

鉀明礬主要用作膠片及像紙的堅膜劑，凈水助沉劑，醫藥收斂劑及止血劑，印染媒染劑，發酵粉原料，造紙上膠劑，鞣革劑，生產高純氧化鋁及其他鋁鹽的原料，橡膠發泡劑，食品添加劑等。該產品目前主要生產方法與銨明礬相似[5]。

文章提出由活性白土生產廢水回收制取明礬(銨明礬和鉀明礬)的方法。該方法不僅可以解決目前活性白土生產廢水的治理及回收利用方法中存在的問題，而且可生產出市場需求良好的明礬產品。其工藝流程如圖2 所示[7]。

圖2 由活性白土生產廢水回收制取明礬工藝流程

Fig.2 Craft process of preparing alum via wastewater from activated clay process

與現有技術相比，本方法的特點為：

(1)可將活性白土生產廢水得到有效處理，處理過程中不會產生二次污染；

(2)與用工業原料生產的明礬相比，本方法的生產成本較低；

(3)本方法除鐵過程簡單，且無需使用價格昂貴的原料，可有效降低處理成本。

3 由活性白土生產廢水回收制取冰晶石的方法

冰晶石，即氟鋁酸鈉(Na3AlF6)，主要用作煉鋁的助熔劑；還可作農作物的殺蟲劑、搪瓷乳白劑、玻璃和搪瓷生產用的遮光劑和助熔劑、樹脂橡膠的耐磨填充劑等。該產品目前主要生產方法為氫氟酸法-干法，即先將氣態氫氟酸在400~700 ℃和氫氧化鋁反應，生成氟鋁酸，然后用純堿在高溫反應而制得[5]。具體參見http://www.xhxdt.com更多相關技術文檔。

文章為避免上述現有技術所存在的不足之處，提出一種以活性白土生產廢水回收制取冰晶石的方法，一方面解決目前活性白土生產廢水的治理及回收利用方法中存在的問題，另一方面生產出市場需求良好的冰晶石產品。該方法的工藝流程如圖3 所示[8]。

與現有技術相比，本方法的特點為：

(1)本方法在活性白土生產廢水得到有效處理的同時，其中的硫酸、硫酸鋁等有用組分得到有效回收利用，且回收工藝簡單回收過程不會產生二次污染；

(2)本發明方法生產冰晶石產品的成本及能耗較之現有技術可以得到顯著降低，獲得良好的經濟效益。