含鋁堿性廢水回收制備聚合氯化鋁技術

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為280~400nm的紫外線，避免其產生氧化還原作用，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工藝主要采用芳胺經重氮化后與烷基酚偶合制得中間體，再經還原閉環(huán)而成?，F(xiàn)在還原工藝主要采用在堿性條件下用金屬鋁粉還原，產生了大量的堿性含鋁廢水，會對環(huán)境產生較大影響。廢水中鋁資源的回收利用，是含鋁廢水處理的關鍵，之前張慶芳等對含鋁酸性廢水制備聚氯化鋁進行了研究，并取得了進展。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行了深入的研究，并提供了一套工藝方法。

1、實驗部分

1.1 實驗原料

實驗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)。

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(雷磁PHSJ-4F型實驗室pH計)，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電動增力攪拌器)，電熱鼓風干燥箱(上海力辰邦西101-ZBS鼓風式干燥箱)，快速COD測定儀(連華科技5B-3ACOD快速測定儀)。

1.3 實驗流程

1.4 實驗原理

1.5 實驗步驟

在2000mL的燒杯中加入原水1000mL，加入0.5克聚丙烯酰胺，攪拌30min，放于通風柜中靜置3小時，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，再用布氏漏斗過濾一次，除去少量焦油狀物質；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％，質量濃度)，有大量白色固體不斷析出，用pH計控制終點pH為8～8.5，然后放置陳化8小時，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800℃灼燒4小時，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，再用鹽酸和氧化鋁調整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、實驗結果與討論

2.1 絮凝劑和次氯酸鈉氧化對過程的影響

實驗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，會導致原水中的較多焦油狀有機物氫氧化鋁一起析出，在后處理中導致過濾非常困難，得到的產物含水率很高，同時由于混合有大量的有機物，后期的灼燒會有較多的不溶物，同時濾液COD也很高，不利于廢水處理。結果見表1。

2.2 終點pH值控制的影響

實驗中原水，經絮凝和氧化處理后，分成6份后，加鹽酸中和，根據終點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

實驗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，但通過實驗發(fā)現(xiàn)，由于原水處理無法將有機物全部去除，導致殘留的有機物對產物品質有明顯的影響，不能達到工業(yè)級以上品質。同時，不同的燒溫度，對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品的表觀顏色上。實驗中燒溫度超過1200℃，生成的氧化鋁將不溶于鹽酸。具體見表3。

3、產品及性能確認

經優(yōu)化制得的聚合氯化鋁，經檢測指標能達到國家優(yōu)質標準，具體數(shù)據為：Al2O3含量在33％～35％，氨態(tài)氮(N)的質量分數(shù)/%≤0.005，水不溶物含量/%≤0.1，pH=4~4.5。

4、結語

實驗室用紫外線吸收劑生產過程中產生的堿性含鋁廢水，經絮凝、沉降、氧化、中和控制pH=8~8.5生成氫氧化鋁，再經800℃煅燒得到氧化鋁，再用鹽酸調整pH=4~4.5，干燥得到優(yōu)質的聚合氯化鋁固體。隨著工業(yè)現(xiàn)代化的不斷推進，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)廢水處理路線將會得到社會各界的促進，本工藝具備上述基因，將有較好的市場開發(fā)前景。（來源：杭州帝盛進出口有限公司）