含鋁堿性廢水回收制備聚合氯化鋁技術(shù)

苯并三唑類光穩(wěn)定劑是瑞士Ciba-Geigy公司開發(fā)的品種。紫外線吸收劑可有效吸收陽光及熒光光源中波長(zhǎng)為280~400nm的紫外線，避免其產(chǎn)生氧化還原作用，且可保持紫外線吸收劑本身不發(fā)生任何變化，是一種重要的光穩(wěn)定劑。一般而言，苯并三氮唑類紫外線吸收劑的生產(chǎn)工藝主要采用芳胺經(jīng)重氮化后與烷基酚偶合制得中間體，再經(jīng)還原閉環(huán)而成。現(xiàn)在還原工藝主要采用在堿性條件下用金屬鋁粉還原，產(chǎn)生了大量的堿性含鋁廢水，會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生較大影響。廢水中鋁資源的回收利用，是含鋁廢水處理的關(guān)鍵，之前張慶芳等對(duì)含鋁酸性廢水制備聚氯化鋁進(jìn)行了研究，并取得了進(jìn)展。為了提升紫外線吸收劑工藝的環(huán)境友好性，本次研究從降低廢水的COD，堿性廢水中鋁資源的回收利用進(jìn)行了深入的研究，并提供了一套工藝方法。

1、實(shí)驗(yàn)部分

1.1 實(shí)驗(yàn)原料

實(shí)驗(yàn)中的廢水樣品來自于福建帝盛科技有限公司，廢水呈棕紅色，有少許沉淀物，pH=12～13，COD／mg/L-1為3000~50000，鋁含量為12％～13％(以偏鋁酸鈉計(jì))。

1.2 試劑與儀器

試劑：鹽酸，次氯酸鈉，聚丙烯酰胺。

儀器：原子吸收分析儀(日本島津AA6880原子吸收分析儀)，pH計(jì)(雷磁PHSJ-4F型實(shí)驗(yàn)室pH計(jì))，馬弗爐(上海邦西儀器SX-2.5-10分體式高溫電阻爐)，磁力攪拌器(常州江南儀器JJ-1100W電動(dòng)增力攪拌器)，電熱鼓風(fēng)干燥箱(上海力辰邦西101-ZBS鼓風(fēng)式干燥箱)，快速COD測(cè)定儀(連華科技5B-3ACOD快速測(cè)定儀)。

1.3 實(shí)驗(yàn)流程

1.4 實(shí)驗(yàn)原理

1.5 實(shí)驗(yàn)步驟

在2000mL的燒杯中加入原水1000mL，加入0.5克聚丙烯酰胺，攪拌30min，放于通風(fēng)柜中靜置3小時(shí)，用布氏漏斗過濾，除去絮凝的沉淀物；過濾母液倒入干凈的2000mL燒杯中，攪拌下，緩緩加入20mL次氯酸鈉溶液，加完后攪拌2小時(shí)，再用布氏漏斗過濾一次，除去少量焦油狀物質(zhì)；母液倒入干凈的2000mL燒杯中，用水浴降溫，在攪拌下，緩慢滴加配制好的鹽酸(15％，質(zhì)量濃度)，有大量白色固體不斷析出，用pH計(jì)控制終點(diǎn)pH為8～8.5，然后放置陳化8小時(shí)，用布氏漏斗過濾得到白色的固體(含水率60％～65％)；固體用烘箱烘干，呈黃色，再用坩堝裝好，放入馬弗爐內(nèi)800℃灼燒4小時(shí)，得到白色粉末，用固體量50％的水洗去水溶物(主要為氯化鈉)，得到純凈的氧化鋁；1000mL三口燒瓶中加入500mL鹽酸(15％，質(zhì)量濃度)，緩慢加入得到的氧化鋁，至pH為4~4.5，并放置陳化2小時(shí)，再用鹽酸和氧化鋁調(diào)整PH=4~4.5，然后過濾除去不溶物，得到氯化鋁液體：將液體倒入500mL燒杯中，用加熱套在通風(fēng)柜中加熱蒸發(fā)除去水份，得到類白色至淺黃色的聚合氯化鋁固體。

2、實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論

2.1 絮凝劑和次氯酸鈉氧化對(duì)過程的影響

實(shí)驗(yàn)中如果不采取絮凝和氧化過程，直接用鹽酸中和，來制得氫氧化鋁，會(huì)導(dǎo)致原水中的較多焦油狀有機(jī)物氫氧化鋁一起析出，在后處理中導(dǎo)致過濾非常困難，得到的產(chǎn)物含水率很高，同時(shí)由于混合有大量的有機(jī)物，后期的灼燒會(huì)有較多的不溶物，同時(shí)濾液COD也很高，不利于廢水處理。結(jié)果見表1。

2.2 終點(diǎn)pH值控制的影響

實(shí)驗(yàn)中原水，經(jīng)絮凝和氧化處理后，分成6份后，加鹽酸中和，根據(jù)終點(diǎn)pH不同，過濾后母液中的Al3+濃度相差較大，控制中選取pH=8~8.5果最佳。具體見表2。

2.3 燃燒的影響

實(shí)驗(yàn)中由于氫氧化鋁不溶于水，可以直接將氫氧化鋁水洗除鈉鹽后直接用于聚合氯化鋁的制備，但通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，由于原水處理無法將有機(jī)物全部去除，導(dǎo)致殘留的有機(jī)物對(duì)產(chǎn)物品質(zhì)有明顯的影響，不能達(dá)到工業(yè)級(jí)以上品質(zhì)。同時(shí)，不同的燒溫度，對(duì)般燒的效果也有明顯的影響，主要表現(xiàn)在氧化鋁的表觀顏色和產(chǎn)品的表觀顏色上。實(shí)驗(yàn)中燒溫度超過1200℃，生成的氧化鋁將不溶于鹽酸。具體見表3。

3、產(chǎn)品及性能確認(rèn)

經(jīng)優(yōu)化制得的聚合氯化鋁，經(jīng)檢測(cè)指標(biāo)能達(dá)到國家優(yōu)質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，具體數(shù)據(jù)為：Al2O3含量在33％～35％，氨態(tài)氮(N)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)/%≤0.005，水不溶物含量/%≤0.1，pH=4~4.5。

4、結(jié)語

實(shí)驗(yàn)室用紫外線吸收劑生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的堿性含鋁廢水，經(jīng)絮凝、沉降、氧化、中和控制pH=8~8.5生成氫氧化鋁，再經(jīng)800℃煅燒得到氧化鋁，再用鹽酸調(diào)整pH=4~4.5，干燥得到優(yōu)質(zhì)的聚合氯化鋁固體。隨著工業(yè)現(xiàn)代化的不斷推進(jìn)，資源短缺，水體污染等問題日益突顯，綠色化、資源化的工業(yè)廢水處理路線將會(huì)得到社會(huì)各界的促進(jìn)，本工藝具備上述基因，將有較好的市場(chǎng)開發(fā)前景。（來源：杭州帝盛進(jìn)出口有限公司）