本發(fā)明涉及電極箔腐蝕廢硫酸的回收利用方法，特別涉及一種利用電極箔腐蝕廢硫酸生產(chǎn)聚硫酸鋁的方法。

背景技術：

目前，電極箔生產(chǎn)的腐蝕擴孔工藝中有較多的廢酸產(chǎn)出，其中：硫酸為28%，Al3+為0.8%，鹽酸和硝酸為1%，密度為1140kg/m3，常溫，無色。電極箔腐蝕廢硫酸的回收處理工藝為：廢酸—離子交換樹脂—加石灰調(diào)節(jié)pH—沉淀—排放。該工藝雖然通過樹脂能吸附部分硫酸，但經(jīng)水沖洗后硫酸的濃度不到20%，低于腐蝕工藝需要的硫酸濃度，且其中的鋁離子濃度超標，回用時不僅要加濃硫酸，還要考慮鋁離子濃度對腐蝕工藝的影響，造成部分回收酸不能回用；另一方面加石灰沉淀工序產(chǎn)生大量的石膏固體廢物，須送到固體廢物處理中心處理，費用較高，同時每天仍需排放大量的廢水，資源浪費。

專利CN102079512A公開了從硫酸法制備鈦白粉的廢酸中回收硫酸和硫酸鹽的工藝，通過采用三次蒸發(fā)三次冷凝，對每次蒸發(fā)出蒸汽的熱能沒有利用，能耗大；用隔膜壓濾機進行過濾，由于硫酸鋁膠體在壓濾過程中已形成致密的過濾層，影響過濾速度，且不易進行連續(xù)操作，而且廢棄的材料中也沒有回收出別的物質(zhì)。

專利CN103935966A公開了一種電極箔腐蝕廢硫酸的回收處理工藝，其通過預熱、三效蒸發(fā)、冷卻、冷凝結(jié)晶、離心分離、干燥來回收其中的硫酸，工藝流程長，生產(chǎn)效率低，另外三效蒸發(fā)器設備投資大，工藝經(jīng)濟性差。

技術實現(xiàn)要素：

為了克服上述現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明提供了一種利用電極箔腐蝕廢硫酸生產(chǎn)聚硫酸鋁的方法，該方法具有反應速度快、反應轉(zhuǎn)化率高、能耗低、產(chǎn)品聚硫酸鋁質(zhì)量高的優(yōu)點，該方法不僅對電極箔腐蝕廢硫酸進行了充分利用，并且工藝簡單，產(chǎn)品附加值高，產(chǎn)品聚硫酸鋁可直接用于工廠的生產(chǎn)用水和廢水處理。

本發(fā)明的解決方案為：一種利用電極箔腐蝕廢硫酸生產(chǎn)聚硫酸鋁的方法，具體步驟如下：

1）將來自廢硫酸貯槽中的電極箔腐蝕廢硫酸泵入超濾膜處理器中進行預處理，去除其中的固體、絮狀物、金屬雜質(zhì)，所述超濾膜為無機膜，超濾膜的孔徑為35-50nm；

2）將預處理后的廢硫酸從錐形反應釜中下部輸入；

3）將粉碎后粒徑為80-120目的鋁材從錐形反應釜頂部加入，所述鋁材為氫氧化鋁或氧化鋁；

4）攪拌反應，控制攪拌速度為100-150rpm,反應pH為6.5-7.0，反應溫度為90℃-110℃，反應時間為1.0-1.5h;

5) 在70℃-90℃下加入鋁酸鈣、檸檬酸至步驟4）反應得到的溶液中，進行聚合反應，反應時間1-2h，得到聚合反應液；

6）將步驟5）得到的聚合反應液降溫到35℃-45℃后，加入高分子混凝劑聚丙烯酰胺，保溫1-2h，得到溶液；

7）將步驟6）得到的溶液過濾，得到褐色的聚硫酸鋁溶液。

優(yōu)選地，步驟1）中的超濾膜選自陶瓷膜，超濾操作壓力為0.1-0.2MPa。

優(yōu)選地，步驟3）中鋁材與步驟1）中廢硫酸原料的重量比為0.3-0.4：1。

優(yōu)選地，步驟5）中鋁酸鈣的加入量為鋁材重量的40%-50%，檸檬酸的加入量為鋁材重量的3%-10%。

優(yōu)選地，步驟6）中聚丙烯酰胺的加入量為鋁材重量的1%-5%。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比具有以下優(yōu)點：

（1）廢酸的利用率高，同時不采用能耗高的蒸發(fā)、蒸餾等操作及設備；

（2）采用超濾膜進行預處理，有效去除了廢酸中的雜質(zhì)，提升了產(chǎn)品的質(zhì)量；

（3）采用錐形反應釜，反應速度快，反應充分，反應的收率高，反應效率比普通反應器提高30-50%；

（4）聚合反應中加入檸檬酸，提高了產(chǎn)品的質(zhì)量，使得最終產(chǎn)品中的不溶物的質(zhì)量分數(shù)<0.1%,鹽基度為50%-60%，氧化鋁含量（wt%）為8%-10%，符合國家標準。

具體實施方式

下面結(jié)合實施例對本發(fā)明進行詳細的說明，實施例僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，不是對本發(fā)明的限定。

實施例1

一種利用電極箔腐蝕廢硫酸生產(chǎn)聚硫酸鋁的方法，具體步驟如下：

1）將來自廢硫酸貯槽中的電極箔腐蝕廢硫酸泵入超濾膜處理器中進行預處理，去除其中的固體、絮狀物、金屬雜質(zhì)，所述超濾膜為陶瓷膜，超濾膜的孔徑為50nm，超濾操作壓力為0.15 MPa；

2）將預處理后的廢硫酸從錐形反應釜中下部輸入；

3）將粉碎后粒徑為80-120目的鋁材從錐形反應釜頂部加入，所述鋁材為氫氧化鋁；鋁材與步驟1）中廢硫酸原料的重量比為0.3；

4）攪拌反應，控制攪拌速度為100rpm,反應pH為6.8，反應溫度為100℃，反應時間為1.0h;

5) 在70℃下加入鋁酸鈣、檸檬酸至步驟4）反應得到的溶液中，進行聚合反應，反應時間1h，得到聚合反應液；鋁酸鈣的加入量為鋁材重量的40%，檸檬酸的加入量為鋁材重量的3.5%；

6）將步驟5）得到的聚合反應液降溫到35℃后，加入高分子混凝劑聚丙烯酰胺，保溫1.0h，得到溶液；聚丙烯酰胺的加入量為鋁材重量的1%；

7）將步驟6）得到的溶液過濾，得到褐色的聚硫酸鋁溶液。

經(jīng)檢測，得到的聚硫酸鋁溶液其中：氧化鋁的質(zhì)量分數(shù)為8.6%，鹽基度為57.3%，不溶物的質(zhì)量分數(shù)為0.08%。

實施例2

一種利用電極箔腐蝕廢硫酸生產(chǎn)聚硫酸鋁的方法，具體步驟如下：

1）將來自廢硫酸貯槽中的電極箔腐蝕廢硫酸泵入超濾膜處理器中進行預處理，去除其中的固體、絮狀物、金屬雜質(zhì)，所述超濾膜為陶瓷膜，超濾膜的孔徑為45nm，超濾操作壓力為0.15 MPa；

2）將預處理后的廢硫酸從錐形反應釜中下部輸入；

3）將粉碎后粒徑為80-120目的鋁材從錐形反應釜頂部加入，所述鋁材為氫氧化鋁；鋁材與步驟1）中廢硫酸原料的重量比為0.4；

4）攪拌反應，控制攪拌速度為100rpm,反應pH為6.5，反應溫度為100℃，反應時間為1.0h;

5) 在75℃下加入鋁酸鈣、檸檬酸至步驟4）反應得到的溶液中，進行聚合反應，反應時間1h，得到聚合反應液；鋁酸鈣的加入量為鋁材重量的45%，檸檬酸的加入量為鋁材重量的5%；

6）將步驟5）得到的聚合反應液降溫到40℃后，加入高分子混凝劑聚丙烯酰胺，保溫1.5h，得到溶液；聚丙烯酰胺的加入量為鋁材重量的1.5%；

7）將步驟6）得到的溶液過濾，得到褐色的聚硫酸鋁溶液。

經(jīng)檢測，得到的聚硫酸鋁溶液其中：氧化鋁的質(zhì)量分數(shù)為9.1%，鹽基度為59.0%，不溶物的質(zhì)量分數(shù)為0.03%。

對比例1

除了不采用超濾膜預處理外，其余與實例1相同。

經(jīng)檢測，得到的聚硫酸鋁溶液其中：氧化鋁的質(zhì)量分數(shù)為8.5%，鹽基度為55.9%，不溶物的質(zhì)量分數(shù)為0.25%。

對比例2

除了采用常規(guī)的反應釜替換錐形反應釜外，其余與實例1相同。

經(jīng)檢測，得到的聚硫酸鋁溶液其中：氧化鋁的質(zhì)量分數(shù)為7.6%，鹽基度為53.2%，不溶物的質(zhì)量分數(shù)為0.08%。

另外，步驟4）、5）、6）三者的總操作時間需要5小時以上才能獲得與實施例1質(zhì)量指標相近的產(chǎn)物，可見采用錐形反應釜可以明顯加快反應，使得反應充分，提高生產(chǎn)效率。

對比例3

除了在步驟5）不添加檸檬酸外，其余與實例2相同。

經(jīng)檢測，得到的聚硫酸鋁溶液其中：氧化鋁的質(zhì)量分數(shù)為8.8%，鹽基度為57.6%，不溶物的質(zhì)量分數(shù)為0.04%。

本發(fā)明可用其他的不違背本發(fā)明的精神或主要特征的具體形式來概述。本發(fā)明的上述實施例都只能認為是對本發(fā)明的說明而不是限制，凡是依據(jù)本發(fā)明的實質(zhì)技術對以上實施例所作的任何細微修改、等同變化與修飾，均屬于本發(fā)明技術方案的范圍內(nèi)。