一種利用高嶺土選礦廢水制備鉀明礬的方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及廢水處理及無機鹽制備技術領域，具體涉及一種利用高嶺土選礦廢水 制備鉀明礬的方法。
【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S〇42_、Al3+。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+制備鉀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鉀明礬的方法，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鉀明礬的方法，包括以下步驟： S1: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； S2: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 鉀反應生成鉀明礬； 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； 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； S5:將步驟S4制得的鉀明礬進一步除去水分，即制得純凈的鉀明礬。
[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90_92°C， 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2-4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86-89°C，pH值為 3·3_3·6 〇
[0006] 優選地，步驟S2中，加入硫酸鉀時，所述硫酸鉀的量為使鉀明礬中K+:Al3+: 5042_的 摩爾濃度比為 1.01-1.05:1:2.01-2.08。
[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，鉀明礬壓至含水率< 40%。
[0009] 優選地，步驟S4中加水量為粗鉀明礬的重量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4000-4500r/min，鉀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； (2) 本發明制備的鉀明礬不僅純度高，達到99.81%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鉀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鉀明礬的方法，包括以下步驟： S1:采用高嶺土選礦廢水在溫度為90°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； S2: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86°C，pH值為3.3 下加入硫酸鉀，所加硫酸鉀的量為使鉀明礬中K+:A13+:S042,摩爾濃度比為1.01:1:2.02， 反應生成鉀明鞏； 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0.9MPa下壓濾得到含水率為40%的濾餅粗鉀明礬； 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； S5:將步驟S4制得的鉀明研^在離心機的轉速為4500r/min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。
[0014] 實施例2 一種利用高嶺土選礦廢水制備鉀明礬的方法，包括以下步驟： S1: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4次，直至溶解在高嶺土選礦廢水的硫酸鋁達到飽和； S2: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89°C，pH值為3.4 下加入硫酸鉀，所加硫酸鉀的量為使鉀明礬中K+:A13+:S042,摩爾濃度比為1.02:1:2.01， 反應生成鉀明鞏； 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l.OMPa下壓濾得到含水率為36%的濾餅粗鉀明礬； 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1.3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； S5:將步驟S4制得的鉀明研^在離心機的轉速為4000r/min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。
[0015] 實施例3 一種利用高嶺土選礦廢水制備鉀明礬的方法，包括以下步驟： S1:采用高嶺土選礦廢水在溫度為91°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3次，直至溶解在高嶺土選礦廢水的硫酸鋁達到飽和； S2: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 下加入硫酸鉀，所加硫酸鉀的量為使鉀明礬中K+:Al3+: 5〇42_的摩爾濃度比為1.04:1: 2.06， 反應生成鉀明鞏； 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8°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30%的濾餅粗鉀明礬； 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 87°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32%的鉀明礬； S5:將步驟S4制得的鉀明研^在離心機的轉速為4500r/min下進一步除去水分，直至鉀明 礬含水率為0.7%為止，即制得純