CN109704530A

CN109704530A - 一种铝氧化污泥综合利用方法

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Publication number: CN109704530A
Application number: CN201910164677.1A
Authority: CN
Inventors: 龚典局
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2019-03-05
Filing date: 2019-03-05
Publication date: 2019-05-03

Abstract

本发明公开了一种铝氧化污泥综合利用方法，包括步骤1：将铝氧化污泥粉碎至直径0.5毫米以下投入酸化釜，持续加入硫酸维持酸化釜内1≥pH＞0.1，反应时间大于等于10min；或者持续加入硫酸维持酸化釜内1.5≥pH＞1，反应时间大于等于30min；或者持续加入硫酸维持酸化釜内2.5≥pH＞1.5，反应时间大于等于40min；或者持续加入硫酸维持酸化釜内3≥pH＞2.5，反应时间大于等于50min，将混合液经过压滤、洗涤、空吹，得到建筑石膏产品。采用该种方法处理操作成本低，使得制备出来的硫酸钙符合建筑石膏的国家标准，能够直接作为产品售卖，以提高污泥处理利润，并且产生的产物能够二次被利用，既保护了环境也最大化的利用了资源。

Description

一种铝氧化污泥综合利用方法

技术领域

本发明涉及环境保护技术领域，尤其涉及一种铝氧化污泥的综合利用方法。

背景技术

2016年8月1日，根据最新的《国家危险废物名录》(2016年版)，铝氧化企业生产过程产生的大量污水站处理污泥全部定性为危险废物，一方面企业面临的环保压力和处理成本将大幅增加，另一方面由于区域缺乏配套的铝氧化危废处置能力.众多铝氧化企业不得不四处去外地寻找危废接收处置单位，这也制约着企业的发展.随着国家对非法处置危废打击力度的不断增强，区域铝氧化行业的危废必须进行合法规范处置。

铝氧化企业废水主要需处理三种污染物，分别是pH、微量重金属和总P。随着环保对污水站出水总磷指标要求的提高，部分企业废水处理中采用了石灰中和法，因此产生的污泥成份除了氢氧化铝及其他微量重金属氢氧化物沉淀外，还有大量的磷酸钙和硫酸钙成份。

目前企业对于污水站污泥的处置去向基本采用委托资质单位无害化填埋处置方式，但随着新版危废名录的颁布实施，污水站污泥已明确为危险废物，企业的污泥处置成本急剧上升，亟需寻找到新的综合利用处置方式。

随着市场竞争的加剧，越来越多的铝氧化加工企业面临着同质化恶性竞争，加工毛利逐年降低，但人工，材料及环保处理成本却日益增高。

公开号为CN108393328A的专利申请公开了一种铝氧化污泥及废酸处理方法，采用该种方法制备得到的磷酸钙产品执行的标准是企业自定的标准，从严格意义上来讲，制得的磷酸钙产品并不符合任何建筑类产品的国标，还是危废，还是需要委托资质机构进行危废处置，导致铝氧化污泥处理成本增高，利润下降。

发明内容

本发明针对现有技术不足，提供一种铝氧化污泥综合利用方法，采用该种方法处理操作成本低，能够最优化地处理铝氧化污泥，使得制备出来的硫酸钙符合建筑石膏的国家标准，不再是危废，能够直接作为产品售卖，以提高污泥处理利润，并且产生的产物能够二次被利用，既保护了环境也最大化的利用了资源。

为了解决上述技术问题，本发明通过下述技术方案得以解决：一种铝氧化污泥综合利用方法，包括步骤1：将铝氧化污泥粉碎至直径0.5毫米以下投入酸化釜，持续加入硫酸维持酸化釜内1≥pH＞0.1，反应时间大于等于10min；或者持续加入硫酸维持酸化釜内1.5≥pH＞1，反应时间大于等于30min；或者持续加入硫酸维持酸化釜内2.5≥pH＞1.5，反应时间大于等于40min；或者持续加入硫酸维持酸化釜内3≥pH＞2.5，反应时间大于等于50min，将混合液经过压滤、洗涤、空吹，得到建筑石膏产品。

上述技术方案中，优选的，在粉碎之前对铝氧化污泥进行取样检测，检测污泥中的氢氧化铝、磷酸钙、硫酸钙和重金属含量。

上述技术方案中，优选的，所述铝氧化污泥先经过粉碎机粗粉碎到颗粒大小5mm以下，投入到高速分散釜，加水预分散，再经均质乳化泵精细化到颗粒0.5mm以下后投入到酸化釜中。

上述技术方案中，优选的，还包括步骤2：将步骤1产生的滤液依次通过树脂吸附柱和络合釜，滤液中重金属离子经树脂吸附和络合剂络合形成滤渣危废而除去，滤液转入除磷釜，在除磷釜加入中和碱到8≥pH≥2.5形成沉淀，过滤得到磷酸铝。

上述技术方案中，优选的，所述树脂吸附柱材料为树脂CH-90，所述络合剂为重金属捕集剂RS200或重金属捕集剂MT-121中的一种或两种。

上述技术方案中，优选的，所述中和碱为氢氧化钠、偏铝酸钠或氢氧化铝中的一种或几种。

上述技术方案中，优选的，还包括步骤3：将步骤2制备的磷酸铝溶于磷酸得到磷酸二氢铝液体产品，浓缩干燥得磷酸二氢铝固体。

上述技术方案中，优选的，还包括步骤4：将步骤1产生的滤液依次通过树脂吸附柱和络合釜，滤液中重金属离子经树脂吸附和络合剂络合形成滤渣危废而除去，滤液转入除磷釜，加入硫酸铁或聚合硫酸铁中的一种或两种，并加入碱中和控制溶液3≥pH≥1，反应时间大于0.5小时，形成沉淀经过滤、洗涤得磷酸铁湿品和滤液。

上述技术方案中，优选的，还包括步骤5：将步骤4产生的滤液浓缩得硫酸铝净水剂产品。

上述技术方案中，优选的，还包括步骤6：将步骤4产生的滤液加入碱中和控制溶液9.5≥pH≥3.5范围内，反应时间大于0.5小时，压滤得氢氧化铝固体，滤液结晶得到硫酸盐和回用水。

本发明与现有技术相比，具有如下有益效果：采用该种方法处理操作成本低，能够最优化地处理铝氧化污泥，使得制备出来的硫酸钙符合建筑石膏的国家标准，不再是危废，能够直接作为产品售卖，以提高污泥处理利润，并且产生的产物能够二次被利用，既保护了环境也最大化的利用了资源。

附图说明

图1为本发明实施例的流程示意图。

具体实施方式

下面结合说明书附图和具体实施方式对本发明作进一步详细描述：一种铝氧化污泥综合利用方法，参见图1的流程示意图，包括以下实施例和对比例。

各实施例中，所用铝氧化污泥原料标准符合执行的质量控制标准：

取符合上述质量控制标准的铝氧化污泥2000g，均匀搅拌，检测污泥中的氢氧化铝、磷酸钙、硫酸钙和重金属含量，成份表如下：

对比例1：取100g上述污泥溶于300g水打浆分散，持续加入硫酸酸化溶解，控制体系反应1.5≥pH＞1，反应30min，经过滤、洗涤得到建筑石膏产品，对制得的建筑石膏产品成份进行检测，检测成份表如下：

对比例2：取100g上述污泥先经过粉碎机粗粉碎到颗粒大小5mm以下，投入到高速分散釜，加水300g预分散，再经均质乳化泵精细化到颗粒0.5mm以下后投入到酸化釜中，持续加入硫酸酸化溶解，控制体系反应4≥pH≥3.5，反应1h，经过滤、洗涤得到建筑石膏产品，对制得的建筑石膏产品成份进行检测，检测成份表如下：

实施例1：实施例:取100g上述污泥先经过粉碎机粗粉碎到颗粒大小5mm以下，投入到高速分散釜，加水300g预分散，再经均质乳化搅拌精细化到颗粒0.5mm以下后投入到酸化釜中，持续加入硫酸酸化溶解，控制体系反应1≥pH＞0.1，反应10min，经过滤、洗涤得到建筑石膏产品；滤液使用树脂CH-90浸泡吸附后加入适量重金属捕集剂RS200，络合捕集后过滤，滤渣为危废。取100g滤液并在其中加入氢氧化钠中和到8≥pH≥2.5，过滤得磷酸铝，检测该磷酸中铝和磷含量，根据铝磷比加入用于调节浓度的磷酸和水，溶解制得磷酸二氢铝液体。

对制得的建筑石膏产品成份进行检测，检测成份表如下：

对制得的磷酸铝成份进行检测，检测成份表如下：

对制得的磷酸二氢铝成份进行检测，检测成份表如下：

实施例2：取100g上述污泥先经过粉碎机粗粉碎到颗粒大小5mm以下，投入到高速分散釜，加水300g预分散，再经均质乳化泵精细化到颗粒0.5mm以下后投入到酸化釜中，持续加入硫酸酸化溶解，控制体系反应1.5≥pH＞1，反应30min，经过滤、洗涤得到建筑石膏产品；滤液使用树脂CH-90浸泡吸附后加入适量重金属捕集剂RS200，络合捕集后过滤，滤渣为危废。取100g滤液并在其中加入氢氧化钠中和到8≥pH≥2.5，过滤得磷酸铝，检测该磷酸中铝和磷含量，根据铝磷比加入用于调节浓度的磷酸和水，溶解制得磷酸二氢铝液体。

对制得的建筑石膏产品成份进行检测，检测成份表如下：

对制得的磷酸铝成份进行检测，检测成份表如下：

对制得的磷酸二氢铝成份进行检测，检测成份表如下：

实施例3：取100g上述污泥先经过粉碎机粗粉碎到颗粒大小5mm以下，投入到高速分散釜，加水300g预分散，再经均质乳化泵精细化到颗粒0.5mm以下后投入到酸化釜中，持续加入硫酸酸化溶解，控制体系反应2.5≥pH＞1.5，反应40min，经过滤、洗涤得到建筑石膏产品；滤液使用树脂CH-90浸泡吸附后加入适量重金属捕集剂MT-121，络合捕集后过滤，滤渣为危废。取100g滤液并在其中加入偏铝酸钠中和到8≥pH≥2.5，过滤得磷酸铝，检测该磷酸中铝和磷含量，根据铝磷比加入用于调节浓度的磷酸和水，溶解制得磷酸二氢铝液体。

对制得的建筑石膏产品成份进行检测，检测成份表如下：

对制得的磷酸铝成份进行检测，检测成份表如下：

对制得的磷酸二氢铝成份进行检测，检测成份表如下：

实施例4：取100g上述污泥先经过粉碎机粗粉碎到颗粒大小5mm以下，投入到高速分散釜，加水300g预分散，再经均质乳化泵精细化到颗粒0.5mm以下后投入到酸化釜中，持续加入硫酸酸化溶解，控制体系反应3≥pH＞2.5，反应50min，经过滤、洗涤得到建筑石膏产品；滤液使用树脂CH-90浸泡吸附后加入适量重金属捕集剂MT-121，络合捕集后过滤，滤渣为危废。取100g滤液并在其中加入5g硫酸铁，同时用偏铝酸钠控制溶液3≥pH≥1，反应时间0.5小时，经过滤、洗涤得磷酸铁湿品，滤液蒸发浓缩，得硫酸铝溶液，该硫酸铝溶液可作为净水剂。

对制得的建筑石膏产品成份进行检测，检测成份表如下：

对制得的磷酸铁成份进行检测，检测成份表如下：

对制得的硫酸铝净水剂溶液成份进行检测，检测成份表如下：

实施例5：取100g上述污泥先经过粉碎机粗粉碎到颗粒大小5mm以下，投入到高速分散釜，加水300g预分散，再经均质乳化泵精细化到颗粒0.5mm以下后投入到酸化釜中，持续加入硫酸酸化溶解，控制体系反应3≥pH＞2.5，反应50min，经过滤、洗涤得到建筑石膏产品；滤液使用树脂CH-90浸泡吸附后加入适量重金属捕集剂MT-121，络合捕集后过滤，滤渣为危废。取100g滤液并在其中加入6.25g聚合硫酸铁，同时用偏铝酸钠控制溶液3≥pH≥1，反应时间大于2小时，经过滤、洗涤得磷酸铁湿品，滤液蒸发浓缩，得硫酸铝溶液，该硫酸铝溶液可作为净水剂。

对制得的建筑石膏产品成份进行检测，检测成份表如下：

对制得的磷酸铁成份进行检测，检测成份表如下：

实施例6：取100g上述污泥先经过粉碎机粗粉碎到颗粒大小5mm以下，投入到高速分散釜，加水300g预分散，再经均质乳化泵精细化到颗粒0.5mm以下后投入到酸化釜中，持续加入硫酸酸化溶解，控制体系反应3≥pH＞2.5，反应50min，经过滤、洗涤得到建筑石膏产品；滤液使用树脂CH-90浸泡吸附后加入适量重金属捕集剂MT-121，络合捕集后过滤，滤渣为危废。取三份每份质量为100g的滤液，第一份100g滤液在其中加入6.25g聚合硫酸铁，同时用偏铝酸钠控制溶液3≥pH≥1，反应3小时，经过滤、洗涤得磷酸铁湿品，滤液中加入氢氧化钠中和到5≥pH≥3.5，反应2小时，过滤得氢氧化铝湿品，滤液蒸发析出晶体，得硫酸钠；第二份100g滤液在其中加入6.25g聚合硫酸铁，同时用偏铝酸钠控制溶液3≥pH≥1，反应2小时，经过滤、洗涤得磷酸铁湿品，滤液中加入氢氧化钠中和到6.5≥pH≥5.5，反应1小时，过滤得氢氧化铝湿品，滤液蒸发析出晶体，得硫酸钠。第三份100g滤液在其中加入6.25g聚合硫酸铁，同时用偏铝酸钠控制溶液3≥pH≥1，反应3小时，经过滤、洗涤得磷酸铁湿品，滤液中加入氢氧化钠中和到9.5≥pH≥7，反应0.5小时，过滤得氢氧化铝湿品，滤液蒸发析出晶体，得硫酸钠。

对制得的建筑石膏产品成份进行检测，检测成份表如下：

对第一份滤液制得的磷酸铁成份进行检测，检测成份表如下：

对第一份滤液制得的氢氧化铝成份进行检测，检测成份表如下：

对第一份滤液制得的硫酸钠成份进行检测，检测成份表如下：

对第二份滤液制得的磷酸铁成份进行检测，检测成份表如下：

对第二份滤液制得的氢氧化铝成份进行检测，检测成份表如下：

对第二份滤液制得的硫酸钠成份进行检测，检测成份表如下：

对第三份滤液制得的磷酸铁成份进行检测，检测成份表如下：

对第三份滤液制得的氢氧化铝成份进行检测，检测成份表如下：

对第三份滤液制得的硫酸钠成份进行检测，检测成份表如下：

将上述各对比例以及实施例与制备出产品的质量标准对照，具体质量标准如下：各实施例中，得到的石膏产品为工业级含水湿固体，主要用于建材行业，产品需符合执行的质量标准：

各实施例中，得到的磷酸铝主要为磷酸铝、磷酸一氢铝或磷酸二氢铝的一种或多种混合物，为工业级含水湿固体，主要用于建材行业及耐火材料行业，符合需执行的质量标准：

各实施例中，得到的磷酸二氢铝，产品为工业级，主要用于建材行业和耐火材料行业，符合需执行的质量标准：

各实施例中，得到的磷酸铁，为工业级含水湿固体，主要用于制造电池材料，符合需执行的质量标准：

各实施例中，得到的硫酸铝净水剂主要用于工业水处理，产品需符合执行的质量标准：

各实施例中、得到的氢氧化铝产品为工业级凝胶固体状，主要用于工业建材及耐火材料行业，产品需符合执行的质量标准：

各实施例中，得到的硫酸钠，产品为工业级颗粒固体状，主要用于玻璃、印染等添加剂及工业盐原料，产品需符合执行的质量标准：

通过对比可知，对比例1和对比例2中制备的建筑石膏半水硫酸钙含量低于60％，不符合建筑石膏的国家标准，仍属于危废，还是需要委托资质机构进行危废处置。而实施例1至实施例6制备的建筑石膏、磷酸铝、磷酸二氢铝、磷酸铁、硫酸铝净水剂、氢氧化铝和硫酸钠均符合相关的国家标准和企业标准，最大化提升二次利用率，在废物处理的前提下提高经济效益。

本发明针对铝氧化污泥的综合利用，主要是通过对污泥的预处理和调整不同的pH反应条件以及采取重金属离子去除技术，使得污泥中各种有利用价值的成分如硫酸钙，磷酸铝，氢氧化铝等产品先后沉淀出来，并通过配制及分离提纯得到建筑石膏、磷酸铝、磷酸二氢铝、磷酸铁、硫酸铝净水剂、氢氧化铝和硫酸钠产品。

本发明中涉及的主要反应方程式如下：

2Al(OH)₃+3H₂SO₄→Al₂(SO₄)₃+6H₂O

AlPO₄+2H₃PO₄→Al(H₂PO₄)₃

Al₂(SO₄)₃+6NaOH→2Al(OH)₃+3Na₂SO₄

Ca₃(PO₄)₂+3H₂SO₄→3CaSO₄+2H₃PO₄

Ni(OH)₂+H₂SO₄→NiSO₄+2H₂O

工艺流程简述：

首先，检测回收的铝氧化污泥，主要检测污泥中氢氧化铝、磷酸钙、硫酸钙和重金属含量，为后续综合利用提出基础数据。

然后，将污泥经粗粉碎后投入高速分散釜，分散后再经精细化后投入酸化釜，加入硫酸进行溶解，本领域技术人员可以理解的是：硫酸可以采用含有硫酸的废酸替代，该废酸是金属表面处理产生的废酸，然后经过过滤、洗涤及空吹等，得到半湿石膏产品，滤液经树脂吸附后进行重金属络合捕集，处理后过滤所得废渣为危废，委托资质单位处置，滤液进入除磷反应釜；除重金属滤液一部分经过碱中和、过滤得磷酸铝混和产品，将磷酸铝溶解于磷酸和水并调节含量，可得到磷酸二氢铝液体产品，其中加入的磷酸为60％～85％工业磷酸，进一步浓缩干燥可得磷酸二氢铝固体产品，浓缩可采用多效或MVR浓缩。

除重金属滤液另一部分加入硫酸铁盐反应，过滤得磷酸铁产品；所得滤液一部分经浓缩作为硫酸铝净水剂使用。另一部分经碱中和、过滤得到氢氧化铝产品。

经碱中和及过滤得到的滤液通过结晶析出硫酸钠固体产品，结晶析出方式可采用蒸发结晶或冷冻结晶等。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims

1.一种铝氧化污泥综合利用方法，其特征在于：包括步骤1：将铝氧化污泥粉碎至直径0.5毫米以下投入酸化釜，持续加入硫酸维持酸化釜内1≥pH＞0.1，反应时间大于等于10min；或者持续加入硫酸维持酸化釜内1.5≥pH＞1，反应时间大于等于30min；或者持续加入硫酸维持酸化釜内2.5≥pH＞1.5，反应时间大于等于40min；或者持续加入硫酸维持酸化釜内3≥pH＞2.5，反应时间大于等于50min，将混合液经过压滤、洗涤、空吹，得到建筑石膏产品。

2.如权利要求1所述的一种铝氧化污泥综合利用方法，其特征在于：在粉碎之前对铝氧化污泥进行取样检测，检测污泥中的氢氧化铝、磷酸钙、硫酸钙和重金属含量。

3.如权利要求1所述的一种铝氧化污泥综合利用方法，其特征在于：所述铝氧化污泥先经过粉碎机粗粉碎到颗粒大小5mm以下，投入到高速分散釜，加水预分散，再经均质乳化泵精细化到颗粒0.5mm以下后投入到酸化釜中。

4.如权利要求1所述的一种铝氧化污泥综合利用方法，其特征在于：还包括步骤2：将步骤1产生的滤液依次通过树脂吸附柱和络合釜，滤液中重金属离子经树脂吸附和络合剂络合形成滤渣危废而除去，滤液转入除磷釜，在除磷釜加入中和碱至8≥pH≥2.5形成沉淀，过滤得到磷酸铝。

5.如权利要求4所述的一种铝氧化污泥综合利用方法，其特征在于：所述树脂吸附柱材料为树脂CH-90，所述络合剂为重金属捕集剂RS200或重金属捕集剂MT-121中的一种或两种。

6.如权利要求4所述的一种铝氧化污泥综合利用方法，其特征在于：所述中和碱为氢氧化钠、偏铝酸钠或氢氧化铝中的一种或几种。

7.如权利要求4所述的一种铝氧化污泥综合利用方法，其特征在于：还包括步骤3：将步骤2制备的磷酸铝溶于磷酸得到磷酸二氢铝液体产品，浓缩干燥得磷酸二氢铝固体。

8.如权利要求2所述的一种铝氧化污泥综合利用方法，其特征在于：还包括步骤4：将步骤1产生的滤液依次通过树脂吸附柱和络合釜，滤液中重金属离子经树脂吸附和络合剂络合形成滤渣危废而除去，滤液转入除磷釜，加入硫酸铁或聚合硫酸铁中的一种或两种，并加入碱中和控制溶液3≥pH≥1，反应时间大于0.5小时，形成沉淀经过滤、洗涤得磷酸铁湿品和滤液。

9.如权利要求8所述的一种铝氧化污泥综合利用方法，其特征在于：还包括步骤5：将步骤4产生的滤液浓缩得硫酸铝净水剂产品。

10.如权利要求8所述的一种铝氧化污泥综合利用方法，其特征在于：还包括步骤6：将步骤4产生的滤液加入碱中和控制溶液9.5≥pH≥3.5范围内，反应时间大于0.5小时，压滤得氢氧化铝固体，滤液结晶得到硫酸盐和回用水。