鹽酸法生產(chǎn)氧化鋁中除鐵洗脫液的處理工藝及設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明涉及工業(yè)廢水處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種鹽酸法生產(chǎn)氧化鋁中除鐵洗脫液的處理工藝及設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]氧化鋁生產(chǎn)方法大致可分為四類，即堿法、酸法、酸堿聯(lián)合法和熱法。但目前工業(yè)上普遍采用堿法生產(chǎn)，而其中拜耳法仍是世界上生產(chǎn)氧化鋁的主要方法之一。拜耳法用在處理低硅鋁土礦(一般要求鋁硅比A/S>6.0)，特別是用在處理三水鋁石型鋁土礦，有流程簡單、作業(yè)方便、能量消耗低、產(chǎn)品質(zhì)量好等優(yōu)點。但拜耳法不能單獨處理氧化硅含量太高的礦石，此外，拜耳法對赤泥的處理也很困難。
[0003]酸法是用硝酸、硫酸、鹽酸等無機酸處理含鋁原料而得到相應(yīng)的鋁鹽的酸性水溶液。酸法適合處理分布很廣的高硅低鐵的含鋁原料，如粉煤灰、粘土、高嶺土、煤矸石等，但缺點是耐酸設(shè)備昂貴，酸的回收困難，從溶液中除鐵也困難。
[0004]20世紀20年代以來，人們對于酸溶出法生產(chǎn)氧化鋁的方法進行了研究，有的已發(fā)展到工業(yè)試驗或生產(chǎn)階段。20世紀60年代，由于鋁土礦開采增加，儲量減少，曾引起一些產(chǎn)鋁國家對酸法生產(chǎn)氧化鋁工藝的重視。以后世界上一些國家又陸續(xù)發(fā)現(xiàn)了大型鋁土礦床，因此，酸法生產(chǎn)氧化鋁工藝被擱置至今，沒有進一步研究。
[0005]研究表明，當鋁硅比較低時，采用堿法工藝會大幅度增加脫硅及堿耗成本。而酸法工藝原料中的硅不參與反應(yīng)，二氧化硅在酸浸過程中以渣的形式被除去，因此鋁硅比對酸法工藝造成的影響比較小。利用鹽酸浸取工藝，可以實現(xiàn)粉煤灰中氧化鋁的有效回收。
[0006]在我國的鋁土資源嚴重缺乏的情況下，對于粉煤灰等高硅低鐵的含鋁原料的處理，酸法的優(yōu)勢日漸突出，合理利用此類原料提取氧化鋁有著非常重要的意義，相關(guān)研究的前景非常廣闊。
[0007]在鹽酸法生產(chǎn)氧化鋁過程中，氯化鋁溶液凈化工序產(chǎn)生的中間產(chǎn)物一一除鐵洗脫液，需單獨處理。除鐵洗脫液化學(xué)組成是以FeCl3為主，含少量A1C13、HC1和微量K、Na等鹽酸鹽，這類廢水若未經(jīng)處理直接排放，勢必造成一定的環(huán)境污染，同時也因未能充分發(fā)掘所含鹽類的價值而造成很大的經(jīng)濟浪費。但直接進行蒸發(fā)結(jié)晶得到的混鹽沒有工業(yè)利用價值，且設(shè)備成本高，達不到環(huán)保要求及降低成本的目的。
[0008]因此，亟需一種對鹽酸法生產(chǎn)氧化鋁中除鐵洗脫液進行資源化處理的處理工藝。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明需要解決的技術(shù)問題是提供一種鹽酸法生產(chǎn)氧化鋁中除鐵洗脫液的處理工藝及設(shè)備，克服直接蒸發(fā)處理存在的缺點，通過該方法能夠?qū)⒊F洗脫液中的Fe3+、A13+、Na+單獨分離，并使其形成可資源化的產(chǎn)品，達到工業(yè)廢水分鹽的目的，從而降低環(huán)保壓力和廢水處理成本。
[0010]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:[0011 ]鹽酸法生產(chǎn)氧化鋁中除鐵洗脫液的處理工藝，包括下列工藝步驟，
[0012]I)催化氧化處理，向除鐵洗脫液中加入氫氧化鈉進行氧化催化反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后進行過濾處理，得到一次濾液和一次濾渣，對一次濾渣進行洗滌、干燥處理；
[0013]2)堿化沉淀處理，向一次濾液加入氫氧化鈉，調(diào)節(jié)一次濾液的pH，進行過濾處理，得到二次濾液和二次濾渣，對二次濾渣進行洗滌、干燥處理；
[0014]3)多效蒸發(fā)處理，對二次濾液進行多效蒸發(fā)處理，對蒸發(fā)結(jié)晶得到的晶體進行過濾、洗滌、干燥處理。
[0015]本發(fā)明技術(shù)方案的進一步改進在于:所述步驟I)中氫氧化鈉的加入量與溶液中氯化鐵的摩爾比為2:1?5:1，反應(yīng)溫度為85?105°C。
[0016]本發(fā)明技術(shù)方案的進一步改進在于:所述步驟2)中一次濾液調(diào)節(jié)后的pH為6.0?9.0，反應(yīng)溫度為30?50 °C。
[0017]本發(fā)明技術(shù)方案的進一步改進在于:所述步驟3)中的多效蒸發(fā)處理為三效蒸發(fā)處理，其中一效蒸發(fā)處理的溫度為95?150 °C，二效蒸發(fā)處理的溫度為85?110°C，三效蒸發(fā)處理的溫度為60?100°C，所述多效蒸發(fā)處理后的二次濾液的固液比為2?30%。
[0018]本發(fā)明還公開了鹽酸法生產(chǎn)氧化鋁中除鐵洗脫液的處理設(shè)備，具體為:
[0019]鹽酸法生產(chǎn)氧化鋁中除鐵洗脫液的處理設(shè)備，所述設(shè)備包括與催化反應(yīng)器的進料口相連接的原料罐和堿液罐，所述催化反應(yīng)器的出料口與膠帶過濾機A相連接，所述膠帶過濾機A的濾渣出口與干燥設(shè)備相連接且濾液出口與配堿槽的進料口相連接，所述配堿槽的出料口與膠帶過濾機B相連接且膠帶過濾機B的濾液出口與緩沖罐相連接，所述緩沖罐與多效蒸發(fā)設(shè)備相連接。
[0020]本發(fā)明技術(shù)方案的進一步改進在于:所述多效蒸發(fā)設(shè)備包括依次連接的一效蒸發(fā)器、二效蒸發(fā)器、三效蒸發(fā)器、稠厚器、分離設(shè)備以及干燥設(shè)備。
[0021]本發(fā)明技術(shù)方案的進一步改進在于:所述干燥設(shè)備包括通過螺旋進料器進料的盤式干燥設(shè)備以及在盤式干燥設(shè)備的進風口依次設(shè)置的袋式除塵器和引風機。
[0022]本發(fā)明技術(shù)方案的進一步改進在于:所述一效蒸發(fā)器包括一效加熱室和一效分離室，所述二效蒸發(fā)器包括二效加熱室和二效分離室，所述三效蒸發(fā)器包括三效加熱室和三效分離室。
[0023]本發(fā)明技術(shù)方案的進一步改進在于:所述緩沖罐與一效加熱室之間依次設(shè)置冷凝水預(yù)熱器和生蒸汽預(yù)熱器。
[0024]由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明取得的技術(shù)進步是:
[0025]本發(fā)明的鹽酸法生產(chǎn)氧化鋁中除鐵洗脫液的處理工藝及設(shè)備，通過該方法能夠?qū)⒊F洗脫液中的Fe3+、Al3+、Na+單獨分離，并使其形成可資源化的產(chǎn)品，達到工業(yè)廢水分鹽的目的，從而降低環(huán)保壓力和廢水處理成本。
[0026]本發(fā)明首先對除鐵洗脫液采用催化相轉(zhuǎn)化法進行預(yù)處理，在反應(yīng)器中與NaOH進行氧化反應(yīng)，使Fe3+以氧化鐵紅形式沉淀析出，過濾洗滌后得到的鐵紅沉淀經(jīng)干燥處理可形成資源化產(chǎn)品。隨后調(diào)節(jié)一次濾液PH值，將Al3+以Al(OH)3形式沉淀析出;過濾去除沉淀后的二次濾液進入多效蒸發(fā)結(jié)晶工段，Na+可以NaCl晶體形式析出，過濾洗滌后的NaCl經(jīng)干燥處理可形成資源化產(chǎn)品；所得母液返回蒸發(fā)結(jié)晶工序繼續(xù)循環(huán)利用，待母液濃度過高時還可返回前段工序調(diào)節(jié)PH沉淀過濾，以便徹底回收其中的鹽。
【附圖說明】
[0027]圖1是本發(fā)明的工藝流程圖；
[0028]圖2是本發(fā)明的處理設(shè)備圖；
[0029]圖3是本發(fā)明的處理設(shè)備局部視圖
[0030]圖4是本發(fā)明的多效蒸發(fā)設(shè)備圖；
[0031 ]其中，1、原料罐，2、堿液罐，3、催化反應(yīng)器，4、膠帶過濾機A，5、配堿槽，6、膠帶過濾機B，7、緩沖罐，8、冷凝水預(yù)熱器，9、生蒸汽預(yù)熱器，10、一效加熱室，11、一效分離室，12、二效分離室，13、二效加熱室，14、閃蒸罐，15、三效加熱室，16、三效分離室，17、間接冷凝器，18、冷凝水罐，19、稠厚器，20、離心機，21、母液罐，22、螺旋進料器，23、盤式干燥器，24、袋式除塵器，25、引風機，26、生蒸汽管道，27、堿液管道，28、除鐵洗脫液管道，29、蒸汽冷凝液管道，30、氧化鐵紅粉塵回收管道，31、氧化鐵紅出料管道，32、蒸汽冷凝液回收管道，33、氫氧化鋁出料管道，34、循環(huán)水上水管道，35、循環(huán)水回水管道，36、蒸發(fā)母液管道，37、生蒸汽管道I，38、氯化鈉粉塵回收管道，39、氯化鈉出料管道，40、蒸汽冷凝液回收管道I。
[0032]圖中的黑箭頭表示除鐵洗脫液的走向，雙箭頭表示循環(huán)水、蒸汽、冷凝水的走向。
【具體實施方式】
[0033]本發(fā)明公開了鹽酸法生產(chǎn)氧化鋁中除鐵洗脫液的處理工藝，包括下列工藝步驟，
[0034]I)催化氧化處理，向除鐵洗脫液中加入氫氧化鈉進行氧化催化反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后進行過濾處理，得到一次濾液和一次濾渣，對一次濾渣進行洗滌、干燥處理;步驟I)中氫氧化鈉的加入量與溶液中氯化鐵的摩爾比為2:1?5:1，反應(yīng)溫度為85?105°C。優(yōu)選地，步驟I)中氫氧化鈉的加入量與溶液中氯化鐵的摩爾比為2:1?4:1，反應(yīng)溫度為90?100°C。
[0035]2)堿化沉淀處理，向一次濾液加入氫氧化鈉，調(diào)節(jié)一次濾液的pH值，進行過濾處理，得到二次濾液和二次濾渣，對二次濾渣進行洗滌、干燥處理;步驟2)中一次濾液調(diào)節(jié)后的pH值為6.0?9.0，反應(yīng)溫度為30?50°C。優(yōu)選地，步驟2)中一次濾液調(diào)節(jié)后的pH值為6.0?8.0，反應(yīng)溫度為35?50°C。
[0036]3)多效蒸發(fā)處理，對二次濾液進行多效蒸發(fā)處理，對蒸發(fā)結(jié)晶得到的晶體進行過濾、洗滌、干燥處理。步驟3)中的多效蒸發(fā)處理為三效蒸發(fā)處理，其中一效蒸發(fā)處理的溫度為95?150°C，二效蒸發(fā)處理的溫度為85?110°C，三效蒸發(fā)處理的溫度為60?100°C，所述多效蒸發(fā)處理后的二次濾液的固液比為2?30%。優(yōu)選地，步驟3)中的多效蒸發(fā)處理為三效蒸發(fā)處理，其中一效蒸發(fā)處理的溫度為125?145°C，二效蒸發(fā)處理的溫度為90?105°C，三效蒸發(fā)處理的溫度為60?80°C，所述多效蒸發(fā)處理后的二次濾液的固液比為15?30%。
[0037]下面結(jié)合實施例對本發(fā)明的處理工藝做進一步說明:
[0038]實施例1
[0039]本實施例中除鐵洗脫液的進液流量約為35t/h，主要化學(xué)成分以及各成分的重量百分含量分別為FeCl3約為15% ,AlCl3約為1.2%及少量Na+、K+和HCl。具體處理步驟如下。
[0040]I)催化氧化處理，向除鐵洗脫液中加入質(zhì)量分數(shù)為30 %的氫氧化鈉進行氧化催化反應(yīng)，氫氧化鈉的加入量約為12.9t/h，反應(yīng)溫度為85?105°C，反應(yīng)結(jié)束后進行過濾處理，得到一次濾液和一次濾渣，對一次濾渣進行洗滌、干燥處理。[0041 ] 2)堿化沉淀處理，向一次濾液加入質(zhì)量分數(shù)為30 %的氫氧化鈉，調(diào)節(jié)一次濾液的pH值為6.