一種利用聚氯化鋁生產(chǎn)殘渣制備除氟劑的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種除氟劑領(lǐng)域，尤其涉及一種利用聚氯化鋁生產(chǎn)殘渣制備除氟劑的 方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前普遍使用的無機混凝劑主要分為兩大類:鋁鹽和鐵鹽。鋁鹽中以聚氯化鋁、硫 酸鋁、氯化鋁為主。而聚氯化鋁目前中國的年產(chǎn)量已經(jīng)達到年產(chǎn)固體300萬噸的規(guī)模。聚氯 化鋁生產(chǎn)主要采用鹽酸、鋁礬土或氫氧化鋁、鋁酸鈣粉混合反應(yīng)的方法。由于鋁礬土和鋁酸 鈣粉不能完全溶解，生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生少量的壓濾殘渣，無組織堆放會對環(huán)境產(chǎn)生較惡劣 的影響，如何發(fā)揮這部分殘渣的價值一直是水處理劑行業(yè)努力的方向。
[0003] 鋁灰是加工鋁型材或者鋁板打磨過程中生成的。經(jīng)過提取后氧化鋁含量較低，但 是二氧化硅的含量較高。而且在國內(nèi)這部分固廢的產(chǎn)量也相當(dāng)可觀。如何綜合利用也是一 個研究方向。
[0004] 氟抑制植物的新陳代謝，影響植物的呼吸作用和光合作用，最終導(dǎo)致植物死亡。長 期攝入大量氟離子也會使人體致病。長期飲用氟濃度高于3m g//L以上的水會引起氟骨病以 及其他一些疾病，甚至?xí)T發(fā)腫瘤的發(fā)生，嚴(yán)重威脅人體健康。除氟的方法很多，大多采用 的都是鈣的化合物，但是會導(dǎo)致水中鈣鹽殘留過多。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)存在聚氯化鋁生產(chǎn)殘渣不能充分利用，對環(huán)境產(chǎn)生 較惡劣影響的缺陷，提供一種利用聚氯化鋁生產(chǎn)殘渣制備除氟劑的方法。
[0006] 本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:一種利用聚氯化鋁生產(chǎn)殘渣制備除 氟劑的方法，將聚氯化鋁生產(chǎn)殘渣與碳酸鈣和鋁灰混合均勻，經(jīng)焙燒后粉碎過篩制得。
[0007] 作為優(yōu)選，所述的聚氯化鋁殘渣、碳酸鈣和鋁灰的質(zhì)量比為4: (3~4): (2~3)。
[0008] 進一步地，所述聚氯化鋁生產(chǎn)殘渣的組分及重量百分比如下：18%《氧化鋁< 22%、15%《氯化鈣< 18%、3%《二氧化鈦《三氧化二鐵< 13%、19%《二氧化 硅 <25%、13% < 水分 < 18%、9% < 其他 < 12%。
[0009] 作為優(yōu)選，所述的碳酸鈣有效質(zhì)量百分含量大于等于70%。
[0010]作為優(yōu)選，所述的鋁灰的組分及重量百分比為：8%《氧化鋁< 15%、12%《氧化 鈣<18%、30%<二氧化硅<35%、10%<硫化物<18%、3%<水分<10%、16%<其他< 25% 〇
[0011]作為優(yōu)選，所述的焙燒溫度為700~900 °C。
[0012]進一步地，所述的聚氯化鋁殘渣為利用鹽酸、氫氧化鋁、鋁酸鈣粉生產(chǎn)聚氯化鋁過 程中產(chǎn)生的廢渣或利用鹽酸、鋁礬土或鋁酸鈣粉生產(chǎn)聚氯化鋁過程中產(chǎn)生的廢渣。
[0013]作為優(yōu)選，所述過篩后成品粒徑為50~80目。
[0014]有益效果:本發(fā)明利用燒結(jié)的方法使物質(zhì)中形成了疏松多孔的通道，以達到吸附 除氟的目的；另外，聚氯化鋁殘渣里面含有羥基鋁的絡(luò)合物可以在焙燒過程中與硅鈣形成 共聚物，在水體中可以中和水體中的酸性，使氟離子與鋁離子形成穩(wěn)定的氟化鋁。除氟劑可 以直接在濾柱中使用。便于回收，回收的材料可以用于制作建材。
【附圖說明】
[0015] 下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明作進一步詳細(xì)的說明。
[0016] 圖1是除氟劑成品掃描電鏡照片(250倍）；
[0017] 圖2是除氟劑成品掃描電鏡照片（1000倍）；
[0018] 圖3是除氟劑成品掃描電鏡照片(2500倍）。
【具體實施方式】
[0019] 實施例1
[0020] 取鹽酸、氫氧化鋁、鋁酸鈣粉生產(chǎn)聚氯化鋁過程中產(chǎn)生的廢渣400g、鋁灰300g、重 質(zhì)碳酸鈣300g(有效含量98%)，在750°C條件下焙燒2h，制得除氟劑，然后再球磨機中研磨 至50~80目，過篩，制得成品。成品的掃面電鏡照片如圖1~3所示，從圖中可以看出，其內(nèi)部 形成了疏松多孔的結(jié)構(gòu)。
[0021] 經(jīng)測定其中廢渣的組分及重量百分比如下氧化鋁20%、氯化鈣15%、二氧化鈦 5%、三氧化二鐵10 %、二氧化硅25 %，水分15 %，其他10 % ;
[0022]所述的鋁灰的組分及重量百分比為氧化鋁10%、氧化鈣15%、二氧化硅30%、硫化 物15%、水分7%、其他23%。
[0023] 實施例2
[0024] 取鹽酸、鋁礬土、鋁酸鈣粉生產(chǎn)聚氯化鋁過程中產(chǎn)生的廢渣400g、重質(zhì)碳酸鈣400g (有效含量大于70%)、鋁灰200g，在900°C條件下焙燒2.5h，制得除氟劑，然后再球磨機中研 磨至50~80目，過篩，制得成品。
[0025]經(jīng)測定其中廢渣的組分及重量百分比如下氧化鋁22%、氯化鈣18%、二氧化鈦 3%、三氧化二鐵13 %、二氧化硅19 %，水分13 %，其他12 % ;
[0026]所述的鋁灰的組分及重量百分比為氧化鋁15%、氧化鈣18%、二氧化硅30%、硫化 物18 %、水分3 %，其他16 %。
[0027] 實施例3
[0028] 取鹽酸、鋁礬土、鋁酸鈣粉生產(chǎn)聚氯化鋁過程中產(chǎn)生的廢渣400g、重質(zhì)碳酸鈣350g (有效含量大于85%)、鋁灰250g，在700°C條件下焙燒2.5h，制得除氟劑，然后再球磨機中研 磨至50~80目，過篩，制得成品。
[0029] 經(jīng)測定其中廢渣的組分及重量百分比如下氧化鋁18%、氯化鈣18%、二氧化鈦 8%、三氧化二鐵8 %、二氧化硅21 %，水分18 %，其他9 % ;
[0030] 所述的鋁灰的組分及重量百分比為氧化鋁8%、氧化鈣12%、二氧化硅35%、硫化 物10 %，水分10 %，其他25 %。
[0031] 對比例1
[0032]將實施例1中鋁灰原料去除，其他條件同是實施例1。
[0033] 對比例2
[0034]將對比例1中焙燒條件調(diào)整為1250°C，其他條件同對比例1。
[0035] 氣體吸附BET法是測定固態(tài)物質(zhì)比表面積最常用的方法之一。利用SA3100型比表 面積和孔徑分析儀測定除氟劑的BET比表面積和孔體積以及孔結(jié)構(gòu)分析列于表1和2。
[0036]表1除氟劑的BET比表面積和孔體積
[0038]表2除氟劑的孔徑及其分布
[0040] 從表1和表2中可以得到本發(fā)明方法（實施例1~3)制備的除氟劑相比于對比例1 (未加入鋁灰）中具有較大的比表面積和孔體積，這可能與鋁灰中硫化物對燒結(jié)溫度的影響 有關(guān)，由于硫化物存在使得焙燒溫度降低。而雖然對比例2中相應(yīng)提高了焙燒溫度，其最終 制得的除氟劑顆粒比表面積和孔體積仍遠小于實施例1~3制備的除氟劑，且實施例1~3制 備的除氟劑孔徑分布集中在8nm以下，而對比例2中孔徑分布集中在16mm以上，這將會影響 其除氣效果。
[0041] 將上述各實施例及對比例制備的除氟劑進行除氟效果的測試，除氟效果如表3中 數(shù)據(jù)所示，其中測試條件為水體初始氟含量為12500mg/L，水溫為20 °C，pH值6.5，除氟劑在 水體中停留時間為30min。
[0042] 表3除氟劑除氟效果

[0044]應(yīng)當(dāng)理解，以上所描述的具體實施例僅用于解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。由 本發(fā)明的精神所引伸出的顯而易見的變化或變動仍處于本發(fā)明的保護范圍之中。
【主權(quán)項】
1. 一種利用聚氯化鋁生產(chǎn)殘渣制備除氟劑的方法，其特征在于:將聚氯化鋁生產(chǎn)殘渣 與碳酸鈣和鋁灰混合均勻，經(jīng)焙燒后粉碎過篩制得。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用聚氯化鋁生產(chǎn)殘渣制備除氟劑的方法，其特征在于:所述 的聚氯化鋁殘渣、碳酸鈣和鋁灰的質(zhì)量比為4: (3~4): (2~3)。3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的利用聚氯化鋁生產(chǎn)殘渣制備除氟劑的方法，其特征在于： 所述聚氯化鋁生產(chǎn)殘渣的組分及重量百分比如下：18%《氧化鋁< 22%、15%《氯化鈣< 18%、3%《二氧化鈦<8%、8%《三氧化二鐵< 13%、19%《二氧化硅<25%、13%《水分 < 18%、9% < 其他 < 12%。4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的利用聚氯化鋁生產(chǎn)殘渣制備除氟劑的方法，其特征在于： 所述的碳酸鈣有效質(zhì)量百分含量大于等于70%。5. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的利用聚氯化鋁生產(chǎn)殘渣制備除氟劑的方法，其特征在于： 所述的鋁灰的組分及重量百分比為:8%<氧化鋁<15%、12%<氧化鈣<18%、30%<二 氧化硅 <35%、10% < 硫化物 < 18%、3% < 水分 < 10%、16% < 其他 <25%。6. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的利用聚氯化鋁生產(chǎn)殘渣制備除氟劑的方法，其特征在于： 所述的焙燒溫度為700~900°C。7. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的利用聚氯化鋁生產(chǎn)殘渣制備除氟劑的方法，其特征在于： 所述的聚氯化鋁殘渣為利用鹽酸、氫氧化鋁、鋁酸鈣粉生產(chǎn)聚氯化鋁過程中產(chǎn)生的廢渣或 利用鹽酸、鋁礬土或鋁酸鈣粉生產(chǎn)聚氯化鋁過程中產(chǎn)生的廢渣。8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用聚氯化鋁生產(chǎn)殘渣制備除氟劑的方法，其特征在于:所述 過篩后成品粒徑為50~80目。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種除氟劑領(lǐng)域，一種利用聚氯化鋁生產(chǎn)殘渣制備除氟劑的方法，將聚氯化鋁生產(chǎn)殘渣與碳酸鈣和鋁灰混合均勻，經(jīng)焙燒后粉碎過篩制得。有益效果：本發(fā)明利用燒結(jié)的方法使物質(zhì)中見形成了疏松多孔的通道，以達到吸附除氟的目的；另外，聚氯化鋁殘渣里面含有羥基鋁的絡(luò)合物可以在焙燒過程中與硅鈣形成共聚物，在水體中可以中和水體中的酸性，使氟離子與鋁離子形成穩(wěn)定的氟化鋁。除氟劑可以直接在濾柱中使用。便于回收，回收的材料可以用于制作建材。
【IPC分類】B01J20/28, C02F1/28, C02F1/58, B01J20/02, B01J20/30
【公開號】CN105597656
【申請?zhí)枴緾N201610084948
【發(fā)明人】韓曉剛, 蔣曉春, 趙佳
【申請人】常州市清流水處理劑有限公司
【公開日】2016年5月25日
【申請日】2016年2月14日