本发明涉及一种碱式氯化铝生产过程中去除重金属离子的方法,尤其是一种去除铅的方法。利用铝灰生产碱式氯化铝具有原料易得、设备单桶、铝含量高、碱度高、无需调整、絮凝效果好等优点。但由于炼铝所用原料来源复杂,铝灰中往往含有较高的重金属,尤其是铅,对人体有害,必须在允许限度以下去除。传统的除铅方法是洗铝灰或加铝置换。洗铝灰除铅不干净,需要随洗随用,不能存放,人工大,替代铝成本高,限制了铝灰生产的碱式氯化铝在生活用水领域的应用。
铅主要以PbCl2的形式存在于碱式氯化铝中,微溶于水,ksp-1.6 * 10-10。随着温度的升高,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铅不彻底的缺陷,提供一种利用铝灰从原生产碱式氯化铝中去除重金属特别是铅的方法,从而生产出高苏打氯化铝Al2(OH)nCl6-n]mXH2O,其铅含量符合标准要求。
实现上述目的的方法是使用一种或多种含硫化合物,如铯、硫化亚铁、硫化钠和H2S,制成铜离子、铅离子、砷离子、钙离子、锡离子等。在溶液适当的酸碱度下产生硫化物沉淀,如[H+]≈0.3N,并将其分离除去。例如,铅++硫-= PBS左PbCl2转化为PbS沉淀,PbS的溶度积很小,ksp = 1.1 * 10-23,基本可以去除Pb+。
其工艺过程为:将10%盐酸或/和硫酸按当量比加入到含10-70% Al2O3的铝灰中,在105-110℃的温度下,常压下搅拌溶解,过滤,铝渣反向溶解,向溶液中加入含硫化合物如CaS或FeS、H2S、Na2S等,常温常压下反应,除去沉淀,上清液干燥,得到高钠型氯化铝产品。含硫化合物的加入量以溶液中重金属离子的摩尔比计,以铅计为1∶500-1000。
需要注意的是,FeS和Na2S的原料比较贵,H2S一般比较难获得,处理比较麻烦。大量使用Na2S会产生黑色液体,影响产品外观。而且砷、锡、锑易溶解,在pH=2时无法去除。使用CaS是经济的,原料可以从高炉水渣中获得。在样品溶液中直接加入高炉水渣也可以调节碱度,增强絮凝效果。
示例:
将100克铝灰(主要成分%Al2O3 58.75,Fe2O3 4.60,MgO 1.28,CuO 2.10,SiO2 5.54)加入450毫升10%盐酸溶液中,在常压下反应0.5小时,温度控制在105-110℃,适当搅拌,反应约1小时,过滤,然后过滤。比重D1.13,Al2O3 10.32%,B50.1%,pH3.5,Fe0.52%,Asl.7PPm,Pb++72.2PPm,以Pb 98.5ppm为代表的重金属,Hg no .将滤液分成4份,每份100ml,用10%盐酸调pH≤2,加入CaS沉淀重金属,加入水渣调pH至3.5-4.5。