废氯化铝催化剂结晶回收过程研究
【摘要】：水溶性废盐，特别是含有有害金属离子的废盐，对土壤、水体、空气及人体健康造成巨大威胁。无水氯化铝是化工行业中常见的催化剂，在其使用过程中会形成大量的含铝废盐，不能随意排放，需要采用简便易行的方法回收利用。本文针对二氯苯基膦（DCPP）生产过程中的废盐问题，研究了酸碱反应回收铝离子时氢氧化铝的团聚过程，优化了结晶分离工艺，实现了Na~+与Al~（3+）的高效分离，制备出大颗粒氢氧化铝及氧化铝产品，从而避免了废弃物造成的资源浪费和环境污染。本文主要包括以下几个方面：一、在无添加剂条件下，研究了温度、pH、反应时间对氢氧化铝结晶团聚的影响。 研究发现60℃、pH=9、反应时间大于11 h为最佳工艺条件，固液分离效果最好。此外，深入研究了温度和pH对氢氧化铝团聚的影响机理，提出了氢氧化铝团聚-填充生长机理。其次，在最佳温度和pH下，引入聚丙烯酰胺和羧甲基纤维素钠两种高分子添加剂强化团聚过程。结果表明，两种高分子添加剂对氢氧化铝团聚均有明显的促进作用，但其影响团聚的机制不同：聚丙烯酰胺主要起极性基团吸附和网捕清扫作用，羧甲基纤维素钠起电中和和分子链架桥作用。二者所得团聚体粒径均超过了60μm，大大提高了固液分离效率。 然后设计了年处理量为3300t的沉淀回收工艺流程，并从经济性角度对对运行成本影响最大的洗涤工段进行了优化分析，得到了最佳洗涤次数和洗涤水用量，减少了水、汽资源的消耗，降低了企业加工成本，实现了效益最大化。最后对不加添加剂和添加0.2g/L聚丙烯酰胺和0.2g/L羧甲基纤维素钠制备的氢氧化铝进行热重分析，研究对比了其脱水过程，计算了热分解过程的动力学，为煅烧氢氧化铝制备氧化铝提供了理论依据。本文开发的回收处理方法简便高效，不仅解决了环境污染问题，而且变废为宝，在可溶性废铝盐回收处理领域具有一定的应用潜力。