本發(fā)明涉及一種堿式氯化鋁生產(chǎn)過程中去除重金屬離子的方法,尤其是一種去除鉛的方法。利用鋁灰生產(chǎn)堿式氯化鋁具有原料易得、設(shè)備單桶、鋁含量高、堿度高、無需調(diào)整、絮凝效果好等優(yōu)點。但由于煉鋁所用原料來源復(fù)雜,鋁灰中往往含有較高的重金屬,尤其是鉛,對人體有害,必須在允許限度以下去除。傳統(tǒng)的除鉛方法是洗鋁灰或加鋁置換。洗鋁灰除鉛不干凈,需要隨洗隨用,不能存放,人工大,替代鋁成本高,限制了鋁灰生產(chǎn)的堿式氯化鋁在生活用水領(lǐng)域的應(yīng)用。
鉛主要以PbCl2的形式存在于堿式氯化鋁中,微溶于水,ksp-1.6 * 10-10。隨著溫度的升高,在酸性溶液中溶解度增加,沉淀不完全。本方法的目的是克服除鉛不徹底的缺陷,提供一種利用鋁灰從原生產(chǎn)堿式氯化鋁中去除重金屬特別是鉛的方法,從而生產(chǎn)出高蘇打氯化鋁Al2(OH)nCl6-n]mXH2O,其鉛含量符合標準要求。
實現(xiàn)上述目的的方法是使用一種或多種含硫化合物,如銫、硫化亞鐵、硫化鈉和H2S,制成銅離子、鉛離子、砷離子、鈣離子、錫離子等。在溶液適當?shù)乃釅A度下產(chǎn)生硫化物沉淀,如[H+]≈0.3N,并將其分離除去。例如,鉛++硫-= PBS左PbCl2轉(zhuǎn)化為PbS沉淀,PbS的溶度積很小,ksp = 1.1 * 10-23,基本可以去除Pb+。
其工藝過程為:將10%鹽酸或/和硫酸按當量比加入到含10-70% Al2O3的鋁灰中,在105-110℃的溫度下,常壓下攪拌溶解,過濾,鋁渣反向溶解,向溶液中加入含硫化合物如CaS或FeS、H2S、Na2S等,常溫常壓下反應(yīng),除去沉淀,上清液干燥,得到高鈉型氯化鋁產(chǎn)品。含硫化合物的加入量以溶液中重金屬離子的摩爾比計,以鉛計為1∶500-1000。
需要注意的是,F(xiàn)eS和Na2S的原料比較貴,H2S一般比較難獲得,處理比較麻煩。大量使用Na2S會產(chǎn)生黑色液體,影響產(chǎn)品外觀。而且砷、錫、銻易溶解,在pH=2時無法去除。使用CaS是經(jīng)濟的,原料可以從高爐水渣中獲得。在樣品溶液中直接加入高爐水渣也可以調(diào)節(jié)堿度,增強絮凝效果。
示例:
將100克鋁灰(主要成分%Al2O3 58.75,F(xiàn)e2O3 4.60,MgO 1.28,CuO 2.10,SiO2 5.54)加入450毫升10%鹽酸溶液中,在常壓下反應(yīng)0.5小時,溫度控制在105-110℃,適當攪拌,反應(yīng)約1小時,過濾,然后過濾。比重D1.13,Al2O3 10.32%,B50.1%,pH3.5,F(xiàn)e0.52%,Asl.7PPm,Pb++72.2PPm,以Pb 98.5ppm為代表的重金屬,Hg no .將濾液分成4份,每份100ml,用10%鹽酸調(diào)pH≤2,加入CaS沉淀重金屬,加入水渣調(diào)pH至3.5-4.5。