【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种利用二次铝灰制备高活性聚合硫酸铝絮凝剂的方法及其产品，属于危险废物资源化利用领域。
技术介绍
1、铝灰是铝熔炼或铝加工过程中所产生的副产物，其具有明显的反应性特征并具有环境危害性。铝灰堆放占用土地资源，其遇水时会释放甲烷、氨气、氢气等影响空气质量。不加处理，随意排放铝灰还会影响附近居民的生活，增加安全隐患。同时铝灰遇水后不仅会使土壤呈现碱性，破坏土壤的酸碱度平衡，还会使得有毒有害物质进入土壤和地下水系统，对生态环境造成长期的污染。鉴于上述的环境风险，铝灰已被纳入到《国家危险废物名录》，将铝灰按照危险废物管理及处置。
2、铝灰分为一次铝灰与二次铝灰，一次铝灰又称白灰，是电解制铝工艺直接留下的残渣，或者是不添加盐类炼铝的残渣，主要成分为金属铝及其氧化物。一次铝灰主要用于回收金属铝，其金属铝含量较高，通常在15％～70％之。而二次铝灰则是一次铝灰经过资源提取回收和加盐炼铝后产生的残渣，主要由铝、铝氧化物和氮化物、熔融盐等物质组成。因此，二次铝灰中的成分相对复杂，除了含有金属铝外，还包含大量的盐熔剂、氧化物和氮化铝等，这使得二次铝灰的资源化利用过程中需要处理的杂质较多，增加了技术难度。
3、二次铝灰可以作为原料，制备硫酸铝、聚合硫酸铝、脱硫剂以及耐火材料等产品。但这些二次铝灰综合资源化利用方法仍不够有效，制备流程过长且所获得的目标产品性能较差，生产推广难度大。因此，对于二次铝灰的资源化利用技术仍有待进一步研究和开发。
4、虽然专利(申请号：2023112005185)公开了一种利用二
技术实现思路
1、专利技术目的：本专利技术所要解决的技术问题是提供了一种利用二次铝灰制备可更高效地去除污染水体中的总磷、氨氮、cod及重金属污染物的高活性聚合硫酸铝絮凝剂的方法及其产品。
2、技术方案：为解决上述技术问题，本专利技术提供一种利用二次铝灰制备高活性聚合硫酸铝絮凝剂的方法，包括以下步骤：
3、(1)混合磷酸溶液和硫酸溶液，得到掺磷硫酸溶液；
4、(2)混合步骤(1)中所述的掺磷硫酸溶液和二次铝灰，搅拌，得到磷硫酸释气铝灰浆；
5、(3)将步骤(2)中所述的磷硫酸释气铝灰浆烘干，煅烧，得到焙烧活化料；
6、(4)混合水和步骤(3)中所述的焙烧活化料，搅拌，固液分离，在液体中加入氢氧化钠溶液调节ph，低温等离子体照射，干燥，得到高活性聚合硫酸铝絮凝剂。
7、其中，步骤(1)中所述的磷酸溶液和硫酸溶液的摩尔质量比为4～16:100。
8、其中，步骤(1)中所述的硫酸溶液的浓度为2.5～7.5m。
9、其中，步骤(2)中所述的掺磷硫酸溶液和二次铝灰的液固比为0.4～1.2:1ml/g。
10、其中，步骤(2)中所述搅拌的时间为1～5小时，速率为30～180rpm。
11、其中，步骤(3)中所述煅烧的温度为300～600℃。
12、其中，步骤(3)中所述煅烧的时间为0.5～4.5小时。
13、其中，步骤(3)中所述烘干的温度为50～150℃。
14、其中，步骤(4)中所述低温等离子体照射的时间为0.5～4.5小时。
15、其中，步骤(4)中所述水和焙烧活化料的液固比为1～3:1ml/g。
16、其中，步骤(4)中所述ph为3～6。
17、其中，步骤(4)中所述搅拌的时间为1～5小时，速率为30～180rpm。
18、其中，步骤(4)中所述氢氧化钠溶液的浓度为2.5～5m。
19、其中，步骤(4)中所述低温等离子体照射的电压为5～75kv。
20、本专利技术还提供了一种由所述方法制备的高活性聚合硫酸铝絮凝剂。
21、反应机理：混合掺磷硫酸溶液与二次铝灰，搅拌过程中硫酸和磷酸可促进氮化铝、碳化铝、单质铝溶解释放氨气、甲烷气体和氢气并形成硫酸铝和磷酸铝凝胶。在煅烧过程中，磷酸铝凝胶可选择性地结合二次铝灰中的含钙、镁、硅、钛等元素，形成不可溶性的杂质沉淀和熔融团聚体。同时，在煅烧过程中硫酸根进一步渗透到铝灰颗粒中，与更多的铝形成硫酸铝。混合水和焙烧活化料，搅拌过程中硫酸铝溶解到水中，而杂质沉淀和熔融团聚体溶解度很低，在固液分离过程中被分开，从而实现硫酸铝的提纯。向富铝液中加入氢氧化钠溶液并对富铝浆液进行低温等离子体照射，氢氧根离子协同氧自由基和氢氧根自由基促进富铝浆液中的硫酸铝水解、聚合，同时氧自由基和氢氧根自由基可氧化硫酸铝中残留的少量铁、钛元素氧化，形成多价态铁、钛物质混掺的聚合硫酸铝絮凝剂。低温等离子体照射过程释放的超声波、微波及自由基还可同步显著改变聚合硫酸铝絮凝剂的微观结构，从而制备出高活性聚合硫酸铝絮凝剂。
22、有益效果：与现有技术相比，本专利技术具有如下显著优点：本专利技术通过酸浸、焙烧、低温等离子体照射，从二次铝灰中制备出高活性聚合硫酸铝絮凝剂，实现二次铝灰的有效资源化，相比现有聚合硫酸铝及聚合氯化铝具有更优异的絮凝性能，可更高效地去除污染水体中的总磷、氨氮、cod及重金属污染物。
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1.一种利用二次铝灰制备高活性聚合硫酸铝絮凝剂的方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中所述的磷酸溶液和硫酸溶液的摩尔质量比为4～16:100。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中所述的硫酸溶液的浓度为2.5～7.5M。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)中所述的掺磷硫酸溶液和二次铝灰的液固比为0.4～1.2:1mL/g。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(3)中所述煅烧的温度为300～600℃。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(3)中所述煅烧的时间为0.5～4.5小时。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(4)中所述低温等离子体照射的时间为0.5～4.5小时。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(4)中所述水和焙烧活化料的液固比为1～3:1mL/g。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(4)中所述pH为3～6。
10.一种
...【技术特征摘要】
1.一种利用二次铝灰制备高活性聚合硫酸铝絮凝剂的方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中所述的磷酸溶液和硫酸溶液的摩尔质量比为4～16:100。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中所述的硫酸溶液的浓度为2.5～7.5m。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)中所述的掺磷硫酸溶液和二次铝灰的液固比为0.4～1.2:1ml/g。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(3)中所述煅烧的温度...
【专利技术属性】
技术研发人员：李悦，黄涛，宋东平，冯玉轩，唐超俊，江怡蓉，王百军，陈强，张洋，潘龙伟，李爱英，张树文，
申请(专利权)人：常熟理工学院，
类型：发明
国别省市：
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