CN113336273B - 一种利用硫铁矿渣生产聚合氯化铝铁的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种利用硫铁矿渣生产聚合氯化铝铁的方法，实现了利用硫铁矿渣进行生产聚合氯化铝铁，使得硫铁矿渣得到了很好的利用，避免其对环境造成污染及避免资源浪费；此外使用硫铁矿渣作为生产聚合氯化铝铁的原料之一，也间接减少了其他原料的使用，降低了生产聚合氯化铝铁的成本，即本发明具有很好的经济效益、社会效益和环境效益；本发明的生产工艺简单、可控，有利于工业化的生产和应用；此外本发明通过分成三步进行相应的投料、自然反应，以及控制停汽温度、控制硫铁矿渣量的投入量，使得聚合氯化铝铁的成品液质量优良，提高产品的净水性能，其可直接被净化水厂所利用。
Description
技术领域
本发明涉及聚合氯化铝铁技术领域，具体为一种利用硫铁矿渣生产聚合氯化铝铁的方法。
背景技术
聚合氯化铝铁(PAFC)是一种无机高分子混凝剂，其集铝盐和铁盐各自的优点，对铝离子和铁离子的形态都有明显改善，聚合程度大为提高，聚合氯化铝铁极易溶于水，可用于生活饮用水、工业用水及工业废水、生活污水的处理。
而硫铁矿渣是采用硫铁矿或含硫尾砂做原料生产硫酸过程中所排出的一种废渣，现有通常为将硫铁矿渣直接进行堆放，造成很大的环境污染及资源浪费。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种利用硫铁矿渣生产聚合氯化铝铁的方法，能够解决上述技术问题。
(二)技术方案
为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种利用硫铁矿渣生产聚合氯化铝铁的方法，包括：
步骤S1：向反应釜抽入盐酸、水，以及向反应釜投入氢氧化铝；
步骤S2：通过锅炉对反应釜进行供汽，在反应釜内的温度加温至82℃时停汽，在反应釜内进行第一预设时间段的自然反应；
步骤S3：按氢氧化铝投入量的10％称量硫铁矿渣投入反应釜，在反应釜内进行第二预设时间段的自然反应；
步骤S4：向反应釜抽入水进行降温，向反应釜投入铝酸钙粉，在反应釜内进行第三预设时间段的自然反应；
步骤S5：开启反应釜的放料阀，启动压滤泵进行压滤，滤液进入滤液池；
步骤S6：当滤液的温度低于预设的温度阈值时，将滤液由滤液池抽入到熟化池进行第四预设时间段的熟化；
步骤S7：从熟化池抽液到调配池，向调配池加入水后启动循环泵加气循环，搅拌均匀，以得到聚合氯化铝铁的成品液。
优选的，步骤S1中在向反应釜抽入盐酸、水之前还包括：启动风机和循环水泵；步骤S1中在向反应釜抽入盐酸、水之后还包括：进行搅拌，检验反应釜内混合液的酸度，控制酸度处于25％-26％。
优选的，步骤S1中向反应釜投入氢氧化铝时，反应釜的投料口覆盖有安全过滤筛网，在完成氢氧化铝的投料后，取下安全过滤筛网，封闭反应釜的投料口。
优选的，步骤S2中的第一预设时间段为3.5h；在反应釜内进行第一预设时间段的自然反应过程中控制反应釜内的温度不超过105℃，若超过则加入水进行冷却。
优选的，步骤S2在完成第一预设时间段的自然反应后，对反应釜内的料液进行取样化验以判断氧化铝的含量是否大于9％，若不大于9％则继续进行自然反应，当反应釜内温度不足100℃时通过锅炉进行供汽加热。
优选的，步骤S3中向反应釜投入硫铁矿渣时，反应釜的投料口覆盖有安全过滤筛网，在完成硫铁矿渣的投料后，封闭反应釜的投料口；步骤S3中的第二预设时间段为1h，在反应釜内进行第二预设时间段的自然反应过程中控制反应釜内的温度在100℃-105℃。
优选的，步骤S4中向反应釜抽入水进行降温以控制降温后反应釜内的温度在75℃-80℃，控制反应釜内的料液的酸度为10％。
优选的，步骤S4中的第三预设时间段为1h，在反应釜内进行第三预设时间段的自然反应过程中控制反应釜内的温度在100℃-105℃。
优选的，步骤S6中的温度阈值为80℃；步骤S6中的第四预设时间段为24h。
优选的，聚合氯化铝铁的成品液中氧化铝的含量≥8％。
(三)有益效果
与现有技术相比，本发明提供了一种利用硫铁矿渣生产聚合氯化铝铁的方法，具备以下有益效果：本发明实现了利用硫铁矿渣进行生产聚合氯化铝铁，使得硫铁矿渣得到了很好的利用，避免其对环境造成污染及避免资源浪费；此外使用硫铁矿渣作为生产聚合氯化铝铁的原料之一，也间接减少了其他原料的使用，降低了生产聚合氯化铝铁的成本，即本发明具有很好的经济效益、社会效益和环境效益；本发明的生产工艺简单、可控，有利于工业化的生产和应用；此外本发明通过在压滤之前分成三步进行相应的投料、自然反应，在步骤S2中通过控制停汽对应的温度为82℃以达到更好的自然反应效果，以及控制硫铁矿渣量的投入量为氢氧化铝投入量的10％，使得聚合氯化铝铁的成品液质量优良，也即提高产品的净水性能，其可直接被净化水厂所利用。
附图说明
图1为本发明一种利用硫铁矿渣生产聚合氯化铝铁的方法的步骤流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明一种利用硫铁矿渣生产聚合氯化铝铁的方法包括：
步骤S1：向反应釜抽入盐酸、水，以及向反应釜投入氢氧化铝。
具体的，步骤S1中在向反应釜抽入盐酸、水之前还包括：启动风机和循环水泵，注意不要让循环水泵抽空。步骤S1中在向反应釜抽入盐酸、水之后还包括：进行搅拌，检验反应釜内混合液的酸度，控制酸度处于25％-26％。
步骤S1中向反应釜投入氢氧化铝时，反应釜的投料口覆盖有安全过滤筛网，在完成氢氧化铝的投料后，取下安全过滤筛网，封闭反应釜的投料口。具体可通过叉车投入氢氧化铝。
步骤S2：通过锅炉对反应釜进行供汽，在反应釜内的温度加温至82℃时停汽，在反应釜内进行第一预设时间段的自然反应。
优选的，步骤S2中的第一预设时间段为3.5h，其间注意调风机风量使得反应釜仅仅不冒烟汽即可；在反应釜内进行第一预设时间段的自然反应过程中控制反应釜内的温度不超过105℃，若超过则加入水进行冷却。
此外，步骤S2在完成第一预设时间段的自然反应后，对反应釜内的料液进行取样化验以判断氧化铝的含量是否大于9％，若不大于9％说明反应不完善则继续进行自然反应，当反应釜内温度不足100℃时通过锅炉进行供汽加热。
步骤S3：按氢氧化铝投入量的10％称量硫铁矿渣投入反应釜，在反应釜内进行第二预设时间段的自然反应。
步骤S3中向反应釜投入硫铁矿渣时，反应釜的投料口覆盖有安全过滤筛网，在完成硫铁矿渣的投料后，封闭反应釜的投料口而无需取下安全过滤筛网；在投入硫铁矿渣时同样要调节风机风量；步骤S3中的第二预设时间段为1h，在反应釜内进行第二预设时间段的自然反应过程中控制反应釜内的温度在100℃-105℃。
步骤S4：向反应釜抽入水进行降温，向反应釜投入铝酸钙粉，在反应釜内进行第三预设时间段的自然反应。
优选的，步骤S4中向反应釜抽入水进行降温以控制降温后反应釜内的温度在75℃-80℃，控制反应釜内的料液的酸度为10％。具体可抽入清水或冷却吸收循环水或洗布废水进行降温，降温的水量可为15m3。
此外在降温完成后还可包括：启动空气压缩机，开启空气阀向反应釜的投料口通气，保证投料口畅通。此外在铝酸钙粉的投料过程中应密切注意反应釜内的温度及反应情况，判定是否应急加水或投入消泡剂。
优选的，步骤S4中的第三预设时间段为1h，在反应釜内进行第三预设时间段的自然反应过程中控制反应釜内的温度在100℃-105℃；在进行第三预设时间段的自然反应过程中应密切注意是否出现冒釜，相应的应急处理为抽冷水扫泡和降温。
步骤S5：开启反应釜的放料阀，启动压滤泵进行压滤，滤液进入滤液池。
优选的，在进行放料压滤之前，检查排液槽是否放置妥当，相应排液阀是否开启，滤机反框是否压紧；打开压滤泵的前后阀门和冷却水，然后开启反应釜的放料阀，启动压滤泵进行压滤，在压滤过程中应注意各板框阀门的情况，防止滤液溅出和板框间泄露溅液。
步骤S6：当滤液的温度低于预设的温度阈值时，将滤液由滤液池抽入到熟化池进行第四预设时间段的熟化。
优选的，步骤S6中的温度阈值为80℃；步骤S6中的第四预设时间段为24h。即滤液在高温(80℃以上)时留在滤液池；滤液在熟化池有24h的时间熟化。
步骤S7：从熟化池抽液到调配池，向调配池加入水后启动循环泵加气循环，搅拌均匀，以得到聚合氯化铝铁的成品液。
优选的，从熟化池抽液到调配池后抽样化验氧化铝的含量为A％，调配池内料液的数量为B吨，C％＝A％×B/G，其中C％为聚合氯化铝铁的成品液中氧化铝的含量，G为聚合氯化铝铁的成品液的数量，聚合氯化铝铁的成品液中氧化铝的含量≥8％，即可计算得到G，则向调配池加入的水量为(G-B)。在得到聚合氯化铝铁的成品液后，将成品液入库。
聚合氯化铝铁的分子式为[AL2(OH)n·CL6-n]m·[Fe2(OH)x·CL6-x]y，其含氧化铝的质量分数≥8％，含氧化铁的质量分数1％-3％，兼具有聚合氯化铝(PAC)和聚合氯化铁(PFC)二者的优良性能。可以理解，本发明通过对各步骤的温度控制、反应物的酸碱度控制以及各成分的含量控制，使得各阶段的自然反应完善、充分，使得最终生产的聚合氯化铝铁质量优良。
可以理解，本发明一种利用硫铁矿渣生产聚合氯化铝铁的方法具备以下有益效果：本发明实现了利用硫铁矿渣进行生产聚合氯化铝铁，使得硫铁矿渣得到了很好的利用，避免其对环境造成污染及避免资源浪费；此外使用硫铁矿渣作为生产聚合氯化铝铁的原料之一，也间接减少了其他原料的使用，降低了生产聚合氯化铝铁的成本，即本发明具有很好的经济效益、社会效益和环境效益；本发明的生产工艺简单、可控，有利于工业化的生产和应用；此外本发明通过在压滤之前分成三步进行相应的投料、自然反应，在步骤S2中通过控制停汽对应的温度为82℃以达到更好的自然反应效果，以及控制硫铁矿渣量的投入量为氢氧化铝投入量的10％，使得聚合氯化铝铁的成品液质量优良，也即提高产品的净水性能，其可直接被净化水厂所利用。
需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
尽管已经示出了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (3)
1.一种利用硫铁矿渣生产聚合氯化铝铁的方法，其特征在于，包括：
步骤S1：向反应釜抽入盐酸、水，以及向所述反应釜投入氢氧化铝；
步骤S2：通过锅炉对所述反应釜进行供汽，在所述反应釜内的温度加温至82℃时停汽，在所述反应釜内进行第一预设时间段的自然反应；
步骤S3：按所述氢氧化铝投入量的10%称量所述硫铁矿渣投入所述反应釜，在所述反应釜内进行第二预设时间段的自然反应；
步骤S4：向所述反应釜抽入水进行降温，向所述反应釜投入铝酸钙粉，在所述反应釜内进行第三预设时间段的自然反应；
步骤S5：开启所述反应釜的放料阀，启动压滤泵进行压滤，滤液进入滤液池；
步骤S6：当所述滤液的温度低于预设的温度阈值时，将所述滤液由滤液池抽入到熟化池进行第四预设时间段的熟化；
步骤S7：从所述熟化池抽液到调配池，向所述调配池加入水后启动循环泵加气循环，搅拌均匀，以得到所述聚合氯化铝铁的成品液；
所述步骤S2中的第一预设时间段为3.5h；在所述反应釜内进行第一预设时间段的自然反应过程中控制反应釜内的温度不超过105℃，若超过则加入水进行冷却；
所述步骤S2在完成所述第一预设时间段的自然反应后，对所述反应釜内的料液进行取样化验以判断氧化铝的含量是否大于9%，若不大于9%则继续进行自然反应，当所述反应釜内温度不足100℃时通过所述锅炉进行供汽加热；
所述步骤S3中向所述反应釜投入所述硫铁矿渣时，所述反应釜的投料口覆盖有安全过滤筛网，在完成所述硫铁矿渣的投料后，封闭所述反应釜的投料口；所述步骤S3中的第二预设时间段为1h，在所述反应釜内进行第二预设时间段的自然反应过程中控制反应釜内的温度在100℃-105℃；
所述步骤S4中向所述反应釜抽入水进行降温以控制降温后反应釜内的温度在75℃-80℃，控制所述反应釜内的料液的酸度为10%；
所述步骤S4中的第三预设时间段为1h，在所述反应釜内进行第三预设时间段的自然反应过程中控制反应釜内的温度在100℃-105℃；
所述步骤S6中的温度阈值为80℃；所述步骤S6中的第四预设时间段为24h；
所述聚合氯化铝铁的成品液中氧化铝的质量分数≥8%。
2.根据权利要求1所述的利用硫铁矿渣生产聚合氯化铝铁的方法，其特征在于：所述步骤S1中在向反应釜抽入盐酸、水之前还包括：启动风机和循环水泵；所述步骤S1中在向反应釜抽入盐酸、水之后还包括：进行搅拌，检验所述反应釜内混合液的酸度，控制所述酸度处于25%-26%。
3.根据权利要求2所述的利用硫铁矿渣生产聚合氯化铝铁的方法，其特征在于：所述步骤S1中向所述反应釜投入氢氧化铝时，所述反应釜的投料口覆盖有安全过滤筛网，在完成所述氢氧化铝的投料后，取下所述安全过滤筛网，封闭所述反应釜的投料口。
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