[发明专利]利用煤矸石生产聚合双酸铝的工艺

说明书

技术领域

一种利用煤矸石生产聚合双酸铝的工艺，涉及一种无机絮凝剂即水处理药剂的生产方法。

背景技术

现在市场上的无机絮凝剂多是聚合氯化铝，其制作方法是将铝矾土或铝酸钙水泥与盐酸进行反应，反应液经沉降后，或者一次成为产品或者经铝酸钙水泥调整盐基度后成为产品，其最大缺点是原材料选择单一，因为铝酸钙水泥国内只有河南巩义地区分布最广。

煤矸石是煤炭开采时的拌生石，工业上利用价值较小，长期堆置造成环境污染。

发明内容

本发明的目的是利用煤矸石来生产聚合双酸铝，以降低成本，减少煤矸石对环境的污染。

本发明的生产工艺如是将煤矸石粉碎、煅烧、酸浸、第一次过滤、聚合、第二次过滤后生产出液体聚合双酸铝，酸浸后的废渣经二次酸浸生产出白炭黑；将煤矸石粉碎至70-100目，在750-800℃的温度煅烧1小时；将经过煅烧的煤矸石(氧化铝含量30％以上)与盐酸和硫酸的混合酸进行酸浸，混合酸按氧化铝/氢离子摩尔浓度比1∶5～6混合，酸浸温度控制在120～130℃，反应时间为2小时，其中盐酸和硫酸以纯酸浓度计算，其比值为1∶1～2；酸浸后对混合液进行第一次过滤；浸出液在温度70～80℃下用粉状碳酸钙调整盐基度，将盐基度控制在50-80％，然后在60℃下保温2小时；聚合后的混合液经第二次过滤后即制得聚合双酸铝；第一次过滤的滤渣使用40％浓度的硫酸进行二次酸溶，按滤渣量1％左右加入催化剂氯化钾，控制温度80℃，反应1小时，过滤后，烘干，就可以得到二氧化硅含量超过85％以上的白炭黑，滤液重复用于第一步酸浸反应；液体聚合双酸铝产品经过干燥处理后就可以得到固体产品。

本发明所用设备：反应设备为夹套加压带搅拌的反应釜，过滤采用板框压滤机。

本工艺利用煤矸石作为原料生产聚合双酸铝及副产品白炭黑，是变废为宝。由于煤矸石中含有大量煤成分，在煅烧过程中，我们只需要使用少量精煤引燃，然后依靠煤矸石自身所含煤成分的燃烧就可以维持煅烧所需温度，与一般工艺相比节约了大量精煤。我们还将传统工艺中使用轻质碳酸钙调节盐基度，改为使用粉状碳酸钙进行调节，节约了成本。反应废渣还可以用来生产白炭黑，因而整个生产过程中都没有废物排出。

具体实施方式

本发明实施例一：将浓度为20％盐酸400公斤，浓度为25％硫酸600公斤在反应釜中搅拌混和，加入煅烧后的煤矸石矿粉(粒度为过80目)350公斤，升温到120℃，搅拌反应2小时，降温后过滤，滤液再加入反应釜中升温至70℃，在搅拌下缓慢加入40％浓度的浆状粉末碳酸钙150公斤，反应完全后降温到60℃，继续保温2小时，然后过滤分离，即可得到液体聚合氯化铝1000公斤。在反应釜中加入40％浓度硫酸500公斤，在搅拌下将第一次过滤得到的滤渣加入反应釜中，升温到80℃，加入氯化钾催化剂3公斤，反应1小时后，过滤，滤渣用清水洗到pH值超过5后，过滤，干燥，就可以得到白炭黑。

本发明实施例二：将例一中硫酸浓度提高到30％，加入量为500公斤，浆状轻质碳酸钙浓度为30％，加入量为150公斤，其它与实施例一完全相同。

本发明实施例三：将浓度为20％盐酸400公斤，浓度为25％硫酸600公斤在反应釜中搅拌混和，加入煅烧后的煤矸石矿粉(粒度为过80目)350公斤，升温到120℃，搅拌反应2小时，降温至70℃，在搅拌下缓慢加入40％浓度的浆状粉末碳酸钙150公斤，反应完全后降温到60℃，继续保温2小时，然后过滤分离，即可得到液体聚合氯化铝1000公斤。