一種從活性白土生產廢水中回收制取鉀明礬的方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及廢水處理及無機鹽制備技術領域，具體涉及一種從活性白土生產廢水 中回收制取鉀明礬的方法。
【背景技術】
[0002] 活性白土主要用于礦物油、植物油及動物油脂的脫色精制，是一種重要的石油化 工和日用化工原料。活性白土是以膨潤土為原料，主要采用濕法酸化工藝加工而成。其生 產過程包括：膨潤土水化、加硫酸活化、水洗、干燥、粉碎。因其產品含酸量大，需經反復水洗 才能使酸含量小于〇. 2%，以達到HG/T2569-94產品標準的要求。依方法不同，水洗過程產 生的廢水量有一定差異，但生產It活性白土產生的廢水量一般不少于30-40t。該廢水中主 要含有膨潤土酸化反應產生的硫酸鋁及未反應的硫酸等，若直接排放，不僅浪費了大量的 資源，而且會對環境造成嚴重的污染。
[0003] 近年來，針對活性白土生產廢水的治理及回收利用已提出一些方法，如石灰中和 法、電石渣中和法、回酸活化法，及用其分解瓷土以制造工業用水處理劑硫酸鋁，溶解鐵肩 制造綠礬等。這些方法，有的較好地解決了活性白土生產廢水的治理問題，如石灰中和法通 過加入石灰可使廢水中的酸性得到中和，使硫酸根離子、鋁離子及鐵離子等形成硫酸鈣、氫 氧化鋁、氫氧化鐵等沉淀而除去，但這些沉淀物因不能得到利用而成為新的固廢；有的較好 地解決了活性白土生產廢水中資源的回收利用問題，如用其分解瓷土以制造工業用水處理 劑硫酸鋁的方法就是利用廢水中的硫酸來分解瓷土，將瓷土中的鋁浸取到溶液中來，再經 凈化除雜、蒸發結晶、分離干燥、粉碎包裝得硫酸鋁，該法盡管有效地利用了活性白土生產 廢水中的硫酸、硫酸鋁等資源，但由于鐵離子等雜質會影響產品硫酸鋁的品質，因而必須經 凈化除雜過程將其除去。目前常采用活性二氧化錳法除鐵，需要價格昂貴的錳鹽，致使處理 成本較高。
[0004] 鉀明礬主要用作膠片及像紙的堅膜劑，凈水助沉劑，醫藥收斂劑及止血劑，印染媒 染劑，發酵粉原料，造紙上膠劑，鞣革劑，生產高純氧化鋁及其他鋁鹽的原料，橡膠發泡劑， 食品添加劑等。該產品目前主要生產方法是用硫酸處理鋁土礦制得硫酸鋁，然后與硫酸鉀 反應，再經凈化、蒸發、冷卻結晶、過濾、干燥而得。
[0005] 專利"從活性白土生產廢水中回收制取明礬的方法（專利號： ZL200910185137. 8) "，公開了利用活性白土生產廢水中的硫酸、硫酸鋁，與氫氧化鋁和濃氨 水（氫氧化鉀）進行反應，過濾、蒸發，得粗明礬，然后經凈化除雜得純度大于99%的明礬成 品。該發明解決了活性白土生產廢水的治理及回收利用方法中存在的問題，回收利用了明 礬，但該方法也存在著生產成本高、生產周期長等缺點。
【發明內容】
[0006] 本發明要解決的技術問題是提供一種從活性白土生產廢水中回收制取鉀明礬的 方法，以解決現有活性白土生產廢水處理方式導致鋁元素極大浪費的問題。本發明可有效 處理活性白土生產廢水，使活性白土生產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。
[0007] 為解決以上技術問題，本發明采用以下技術方案：
[0008] -種從活性白土生產廢水中回收制取鉀明礬的方法，包括以下步驟：
[0009] S1 :采用活性白土生產廢水與膨潤土混合，使膨潤土的三氧化二鋁溶解于活性白 土生產廢水中，再將增加硫酸鋁濃度的活性白土生產廢水循環與新增加的膨潤土混合，以 這樣的工藝步驟循環操作，直至溶解在活性白土生產廢水的硫酸鋁達到飽和；
[0010] S2 :將步驟S1制得的硫酸鋁達到飽和的活性白土生產廢水經控制溫度和pH值后 加入硫酸氫鉀反應生成鉀明礬；
[0011] S3 :將步驟S2反應生成的鉀明礬溶液除去雜質，所得清液冷卻結晶，所得結晶壓 濾得到濾餅粗鉀明礬；
[0012] S4 :將步驟S3制得的粗鉀明礬投入水中，攪拌使粗鉀明礬完全溶解后再次除去雜 質，所得清液再次冷卻結晶，所得結晶壓濾得到鉀明礬；
[0013] S5 :將步驟S4制得的鉀明礬采用熱空氣烘干，即制得純凈的鉀明礬。
[0014] 優選地，步驟S1中膨潤土的三氧化二鋁溶解于活性白土生產廢水的溫度為 90-92Γ，增加硫酸鋁濃度的活性白土生產廢水循環與新增加的膨潤土混合循環操作步驟 為2-4次。
[0015] 優選地，步驟S2中硫酸鋁達到飽和的活性白土生產廢水控制的溫度為86-88Γ， pH 值為 4. 1-4.2。
[0016] 優選地，加入硫酸氫鉀時，所述硫酸氫鉀的量為使鉀明礬中K+:A13+:S0 42的摩爾濃 度比為 1. 01-1. 02:1:2. 01-2. 03。
[0017] 優選地，步驟S3和S4中清液冷卻結晶的溫度彡12 °C。
[0018] 優選地，步驟S3和S4中壓濾的壓力為0· 9-1. OMPa，鉀明礬壓至含水率彡40%。
[0019] 優選地，步驟S4中加水量為粗鉀明礬的重量1. 1-1. 2倍。
[0020] 優選地，步驟S5中所述熱空氣為煤煙氣與空氣熱交換得到。
[0021] 優選地，所述煤煙氣溫度為860-880°C，所述空氣溫度為8-30°C，所述熱空氣溫度 為 300-350 Γ。
[0022] 優選地，步驟S5中鉀明礬烘干至含水率< 0. 9 %。
[0023] 本發明具有以下有益效果：
[0024] (1)與用工業原料生產的鉀明礬及現有技術生產的鉀明礬相比，本發明的生產成 本更低；
[0025] (2)本發明有效利用了煤煙廢氣的能量，在更高溫度下烘干鉀明鞏，使得本發明生 產周期比現有技術更短；
[0026] (3)本發明制備的鉀明礬不僅純度高，達到99. 87% -99. 92%，而且質量穩定；
[0027] (4)本發明可有效回收利用活性白土生產廢水中鋁元素，且活性白土生產廢水中 不增加新的元素，達到綜合利用、節能減排的目的。
【附圖說明】
[0028] 圖1為本發明從活性白土生產廢水中回收制取鉀明礬的工藝流程示意圖。
【具體實施方式】 [0029] 實施例1
[0030] 一種從活性白土生產廢水中回收制取鉀明礬的方法，包括以下步驟：
[0031] S1 :采用活性白土生產廢水在溫度為90°C下與膨潤土混合，使膨潤土的三氧化二 鋁溶解于活性白土生產廢水中，再將增加硫酸鋁濃度的活性白土生產廢水循環與新增加的 膨潤土混合，使溶解在活性白土生產廢水的硫酸鋁達到飽和；
[0032] S2 :將步驟S1制得的硫酸鋁達到飽和的活性白土生產廢水經控制溫度為86°C，pH 值為4. 1下加入硫酸氫鉀，所加硫酸氫鉀的量為使鉀明鞏中K+:A13+:S04 2的摩爾濃度比為 1.01:1:2. 02,反應生成鉀明礬；
[0033] S3 :將步驟S2反應生成的鉀明礬溶液除去雜質，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%的濾餅粗鉀明礬；
[0034] S4 :將步驟S3制得的粗鉀明礬投入水中，所加水量為粗鉀明礬的重量1. 1倍，在溫 度為86°C下攪拌使粗鉀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%的鉀明礬；
[0035] S5 :將步驟S4制得的鉀明礬采用溫度為860°C的煤煙氣和溫度為30°C的空氣熱交 換得到溫度為300°C的熱空氣下進一步除去水分，直至鉀明礬含水率為0. 8%為止，即制得 純凈的鉀明礬。
[0036] 實施例2
[0037] -種從活性白土生產廢水中回收制取鉀明礬的方法，包括以下步驟：
[0038] S1 :采用活性白土生產廢水在溫度為92°C下與膨潤土混合，使膨潤土的三氧化二 鋁溶解于活性白土生產廢水中，再將增加硫酸鋁濃度的活性白土生產廢水循環與新增加的 膨潤土混合，以這樣的工藝步驟循環操作4次，直至溶解在活性白土生產廢水的硫酸鋁達 到飽和；
[0039] S2 :將步驟S1制得的硫酸鋁達到飽和的活性白土生產廢水經控制溫度為88°C，pH 值為4. 2下加入硫酸氫鉀，所加硫酸氫鉀的量為使鉀明鞏中NH4+:A13+:S0 42的摩爾濃度比為 1.02:1:2. 01，反應生成鉀明礬；
[0040] S3 :將步驟S2反應生成的鉀明礬溶液除去雜質，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%的濾餅粗鉀明礬；
[0041] S4 :將步驟S3制得的粗鉀明礬投入水中，所加水量為粗鉀明礬的重量1. 2倍，在溫 度為88°C下攪拌使粗鉀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%的鉀明礬；
[0042] S5 :將步驟S4制得的鉀明礬采用溫度為880°C的煤煙氣和溫度為8°C的空氣熱交 換得到溫度為350°C的熱空氣下進一步除去水分，直至鉀明礬含水率為0. 9%為止，即制得 純凈的鉀明礬。
[0043] 實施例3
[0044] 一種從活性白土生產廢水中回收制取鉀明礬的方法，包括以下步驟：
[0045] S1 :采用活性白土生產廢水在溫度為91°C下與膨潤土混合，使膨潤土的三氧化二 鋁溶解于活性白土生產廢水中，再將增加硫酸鋁濃度的活性白土生產廢水循環與新增加的 膨潤土混合，以這樣的工藝步驟循環操作3次，直至溶解在活性白土生產廢水的硫酸鋁達 到飽和；
[0046] S2 :將步驟S1制得的硫酸鋁達到飽和的活性白土生產廢水經控制溫度為8