一種利用高嶺土選礦廢水制備鈉明礬的方法
【技術領域】
[0001 ] 本發明涉及廢水處理及無機鹽制備技術領域，具體涉及一種利用高嶺土選礦廢水 制備鈉明礬的方法。
【背景技術】
[0002] 中國高嶺土分布廣泛，遍布北方和南方區域，但又相對集中，南方的高嶺土儲量較 多，例如廣東、福建、江西、江蘇等地。在進行高嶺土選礦過程中會產生選礦廢水，高嶺土選 礦廢水pH值一般在3左右，并且含有高濃度的S042、A13+。國內對高嶺土選礦廢水的處理大 都是簡單加堿進行pH值中和，很多小加工廠甚至不處理直接將選礦廢水排放，對環境造成 了極大的破壞；有些規模較大的高嶺土企業，迫于政府壓力進行了選礦廢水處理，但是沒有 專業化人員去研究和設計，造成選礦廢水處理成本居高不下，使得處理過后的水只能排放， 不能做到循環利用或是對其中有效資源回收利用，造成了水資源和Al3+等有效物質極大浪 費，將高嶺土選礦廢水加以處理回收利用Al3+制備鈉明礬的文獻至今未見報道。
【發明內容】
[0003] 本發明要解決的技術問題是提供一種利用高嶺土選礦廢水制備鈉明礬的方法，以 解決現有高嶺土選礦廢水處理方式導致鋁元素極大浪費的問題。本發明可有效處理高嶺土 選礦廢水，使高嶺土選礦廢水中的鋁元素得到充分利用，達到節能減排、變廢為寶的目的。
[0004] 為解決以上技術問題，本發明采用以下技術方案： 一種利用高嶺土選礦廢水制備鈉明礬的方法，包括以下步驟： 51 :采用高嶺土選礦廢水與高嶺土混合，使高嶺土的三氧化二鋁溶解于高嶺土選礦廢 水中，再將增加硫酸鋁濃度的高嶺土選礦廢水循環與新增加的高嶺土混合，以這樣的工藝 步驟循環操作，直至溶解在高嶺土選礦廢水的硫酸鋁達到飽和； 52 :將步驟S1制得的硫酸鋁達到飽和的高嶺土選礦廢水經控制溫度和pH值后加入硫 酸鈉反應生成鈉明鞏； 53 :將步驟S2反應生成的鈉明礬溶液除去雜質，所得清液冷卻結晶，所得結晶壓濾得 到濾餅粗鈉明礬； 54 :將步驟S3制得的粗鈉明礬投入水中，攪拌使粗鈉明礬完全溶解后再次除去雜質， 所得清液再次冷卻結晶，所得結晶壓濾得到鈉明礬； 55 :將步驟S4制得的鈉明礬進一步除去水分，即制得純凈的鈉明礬。
[0005] 優選地，步驟S1中高嶺土的三氧化二鋁溶解于高嶺土選礦廢水的溫度為 92-94Γ，增加硫酸鋁濃度的高嶺土選礦廢水循環與新增加的高嶺土混合循環操作步驟為 3-5 次， 優選地，步驟S2中硫酸鋁達到飽和的高嶺土選礦廢水控制的溫度為85-88°C，pH值為 3. 3_3. 5〇
[0006] 優選地，步驟S2中，加入硫酸鈉時，所述硫酸鈉的量為使鈉明礬中Na+:A1 3+:S042的 摩爾濃度比為 1. 02-1. 04:1:2. 03-2. 06。
[0007] 優選地，步驟S3和S4中清液冷卻結晶的溫度< 12 °C。
[0008] 優選地，步驟S3和S4中壓濾的壓力為0· 9-1. OMPa，鈉明礬壓至含水率彡40%。
[0009] 優選地，步驟S4中加水量為粗鈉明礬的重量1. 1-1. 3倍。
[0010] 優選地，步驟S5中除去水分是在離心機處理下進行的，離心機的轉速為 4000-5000r/min，鈉明礬除去水分至含水率< 0. 9%。
[0011] 本發明具有以下有益效果： (1) 與用工業原料生產的鈉明礬及現有技術生產的鈉明礬相比，本發明的生產成本更 低； (2) 本發明制備的鈉明礬不僅純度高，達到99. 84%以上，而且質量穩定； (3) 本發明可有效回收利用高嶺土選礦廢水中鋁元素，且高嶺土選礦廢水中不增加新 的元素，達到綜合利用、節能減排的目的。
【附圖說明】
[0012] 圖1為本發明利用高嶺土選礦廢水制備鈉明礬的工藝流程示意圖。
【具體實施方式】
[0013] 實施例1 一種利用高嶺土選礦廢水制備鈉明礬的方法，包括以下步驟： 51 :采用高嶺土選礦廢水在溫度為92°C下與高嶺土混合，使高嶺土的三氧化二鋁溶解 于高嶺土選礦廢水中，再將增加硫酸鋁濃度的高嶺土選礦廢水循環與新增加的高嶺土混 合，使溶解在高嶺土選礦廢水的硫酸鋁達到飽和； 52 :將步驟S1制得的硫酸鋁達到飽和的高嶺土選礦廢水經控制溫度為85°C，pH值 為3. 3下加入硫酸鈉，所加硫酸鈉的量為使鈉明鞏中Na+:A13+:S04 2的摩爾濃度比為 1.02:1:2. 03,反應生成鈉明礬； 53 :將步驟S2反應生成的鈉明礬溶液除去雜質，所得清液在溫度為12°C下冷卻結晶， 所得結晶在壓力為〇. 9MPa下壓濾得到含水率為40%的濾餅粗鈉明礬； 54 :將步驟S3制得的粗鈉明礬投入水中，所加水量為粗鈉明礬的重量1. 1倍，在溫度 為86°C下攪拌使粗鈉明礬完全溶解后再次除去雜質，所得清液在溫度為12°C下再次冷卻 結晶，所得結晶壓濾得到含水率為40%的鈉明礬； 55 :將步驟S4制得的鈉明研；在離心機的轉速為5000r/min下進一步除去水分，直至鈉 明鞏含水率為〇. 9%為止，即制得純凈的鈉明研
[0014] 實施例2 一種利用高嶺土選礦廢水制備鈉明礬的方法，包括以下步驟： 51 :采用高嶺土選礦廢水在溫度為94°C下與高嶺土混合，使高嶺土的三氧化二鋁溶解 于高嶺土選礦廢水中，再將增加硫酸鋁濃度的高嶺土選礦廢水循環與新增加的高嶺土混 合，以這樣的工藝步驟循環操作5次，直至溶解在高嶺土選礦廢水的硫酸鋁達到飽和； 52 :將步驟S1制得的硫酸鋁達到飽和的高嶺土選礦廢水經控制溫度為88°C，pH值 為3. 4下加入硫酸鈉，所加硫酸鈉的量為使鈉明鞏中Na+:A13+:S04 2的摩爾濃度比為 1.02:1:2. 02,反應生成鈉明礬； 53 :將步驟S2反應生成的鈉明礬溶液除去雜質，所得清液在溫度為10°C下冷卻結晶， 所得結晶在壓力為1. OMPa下壓濾得到含水率為36%的濾餅粗鈉明礬； 54 :將步驟S3制得的粗鈉明礬投入水中，所加水量為粗鈉明礬的重量1. 3倍，在溫度 為88°C下攪拌使粗鈉明礬完全溶解后再次除去雜質，所得清液在溫度為10°C下再次冷卻 結晶，所得結晶壓濾得到含水率為35%的鈉明礬； 55 :將步驟S4制得的鈉明研；在離心機的轉速為4000r/min下進一步除去水分，直至鈉 明鞏含水率為〇. 8%為止，即制得純凈的鈉明研
[0015] 實施例3 一種利用高嶺土選礦廢水制備鈉明礬的方法，包括以下步驟： 51 :采用高嶺土選礦廢水在溫度為92°C下與高嶺土混合，使高嶺土的三氧化二鋁溶解 于高嶺土選礦廢水中，再將增加硫酸鋁濃度的高嶺土選礦廢水循環與新增加的高嶺土混 合，以這樣的工藝步驟循環操作5次，直至溶解在高嶺土選礦廢水的硫酸鋁達到飽和； 52 :將步驟S1制得的硫酸鋁達到飽和的高嶺土選礦廢水經控制溫度為87°C，pH值 為3. 5下加入硫酸鈉，所加硫酸鈉的量為使鈉明鞏中Na+:A13+:S04 2的摩爾濃度比為 1. 04:1:2. 06,反應生成鈉明研；； 53 :將步驟S2反應生成的鈉明礬溶液除去雜質，所得清液在溫度為8°C下冷卻結晶，所 得結晶在壓力為0. 9MPa下壓濾得到含水率為30%的濾餅粗鈉明礬； 54 :將步驟S3制得的粗鈉明礬投入水中，所加水量為粗鈉明礬的重量1. 2倍，在溫度 為87°C下攪拌使粗鈉明礬完全溶解后再次除去雜質，所得清液在溫度為10°C下再次冷卻 結晶，所得結晶壓濾得到含水率為32%的鈉明礬； 55 :將步驟S4制得的鈉明研；在離心機的轉速為4500r/min下進一步除去水分，直至鈉 明鞏含水率為〇. 7%