彭超，陳晨光，馬曉鷗

?

鋁型材廠污泥中鋁的溶出工藝研究

彭超，陳晨光，馬曉鷗

（五邑大學(xué) 化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院，廣東 江門(mén) 529020）

含鋁污泥；酸溶法；溶出率

鋁型材廠工業(yè)污泥（以下簡(jiǎn)稱(chēng)污泥）是鋁型材加工時(shí)產(chǎn)生的廢水經(jīng)混凝法處理后的工業(yè)廢渣，主要由膠狀的氫氧化鋁組成，鋁含量較高[1]. 目前，大部分鋁型材廠對(duì)這類(lèi)污泥只是進(jìn)行簡(jiǎn)單的堆放處置，這不僅占用大量的土地，還對(duì)環(huán)境造成潛在的污染：因此，如何安全有效地處置或利用這類(lèi)污泥引起了研究者的關(guān)注[2-5]. 本課題以某大型鋁型材廠污泥為原料，采用酸溶法溶解污泥，過(guò)濾得到含鋁溶液. 該方法工藝條件的選擇將為含鋁污泥資源化回收再利用奠定基礎(chǔ).

1 實(shí)驗(yàn)試劑及儀器

1.1 試劑

某鋁型材廠污泥、(1+2)鹽酸、分析純鋁、2,4-二硝基苯酚指示劑、(1+1)氨水、25%硫代硫酸鈉溶液、10%抗壞血酸溶液、l%OP乳化劑水溶液、0.5%鉻天青S溶液、乙酸—乙酸銨緩沖溶液.

1.2 儀器

JA1203N型電子天平、DHG-9053A型電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱、723可見(jiàn)光分光光度計(jì)、ICAP6300型全譜直讀等離子體發(fā)射光譜儀.

2 實(shí)驗(yàn)方法

2.1 污泥的采集與保存

現(xiàn)場(chǎng)用塑料袋將鋁型材廠污泥密封包裝，運(yùn)回實(shí)驗(yàn)室，置于5℃冰箱中保存.

2.2 污泥的成分檢測(cè)

2.3 含水率的測(cè)定

2.4 鋁溶出率的測(cè)定

實(shí)驗(yàn)采用鉻天青S分光光度法[6-7]測(cè)定污泥溶解液中的鋁含量，按下式計(jì)算污泥中鋁的溶出率：

3 結(jié)果與討論

3.1 污泥成分的分析

采用ICP檢測(cè)污泥樣品中的Al、Ca、Mg、Fe含量，結(jié)果詳見(jiàn)表1. 由表1可知，該污泥Al含量較高.

表1 污泥成分分析數(shù)據(jù)（以干基計(jì)）

3.2 污泥含水率的測(cè)定

污泥含水率的測(cè)定結(jié)果詳見(jiàn)表2，其平均含水率為83.93%.

表2 污泥含水率測(cè)定

3.3 污泥中鋁溶出的單因素試驗(yàn)

3.3.1 鹽酸用量對(duì)污泥中鋁溶出率的影響

圖1 鹽酸用量對(duì)污泥中鋁溶出率的影響

圖2 反應(yīng)溫度對(duì)污泥中鋁溶出率的影響

圖3 反應(yīng)時(shí)間對(duì)污泥中鋁溶出率的影響

圖4 陳化時(shí)間對(duì)污泥中鋁溶出率的影響

3.3.2 反應(yīng)溫度對(duì)污泥中鋁溶出率的影響

由圖2可知，在溫度為45～80℃時(shí)，鋁的溶出率隨溫度上升而增大；75～80℃，鋁的溶出率達(dá)到最大值；80℃之后，溫度升高鋁的溶出率下降. 這是由于該反應(yīng)屬于放熱反應(yīng)，保持適當(dāng)?shù)姆磻?yīng)溫度有利于加大溶出反應(yīng)速率，但反應(yīng)溫度過(guò)高會(huì)阻礙溶出反應(yīng)的進(jìn)行. 且溫度過(guò)高會(huì)促使水分蒸發(fā)，導(dǎo)致溶液中鋁鹽濃度升高，不利于鋁的溶出. 因此，適宜的反應(yīng)溫度為75～80℃.

3.3.3 反應(yīng)時(shí)間對(duì)污泥中鋁溶出率的影響

3.3.4 陳化時(shí)間對(duì)污泥中鋁溶出率的影響

3.3.5 驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)

4 結(jié)論

鋁型材廠的含鋁污泥Al含量高達(dá)25.16%（以干基計(jì)），具有很高的回收利用價(jià)值. 用(1+2)鹽酸溶出污泥中的鋁，操作簡(jiǎn)單，溶出率高達(dá)94%～96%，得到的含鋁溶液可用于制備聚合氯化鋁等產(chǎn)品. 本研究結(jié)果為鋁型材廠污泥的回收利用提供了一條可行的途徑.

[1] 戚浩文，林華斌. 鋁型材廢水的治理工藝[J]. 中國(guó)給水排水，2000, 16(11): 42-43.

[2] 于巖，阮玉忠，黃清明. 鋁廠污泥在不同煅燒溫度的晶相結(jié)構(gòu)研究[J]. 結(jié)構(gòu)化學(xué)，2003, 22(5): 607-612.

[3] 于巖，阮玉忠，吳任平. 反應(yīng)溫度與時(shí)間對(duì)鋁型材廠工業(yè)污泥合成堇青石材料的得率與晶相結(jié)構(gòu)影響[J]. 結(jié)構(gòu)化學(xué)，2004, 23(8): 946-951.

[5] CHAKRABORTI R K, ATKINSON J F, VAN BENSCHOTEN J E. Characterization of alum floc by image analysis [J]. Environ Sci Technol, 20003, 4(18): 3969-3976.

[6] 謝宏斌，劉建湘，邱昌蓮. 鉻天青S分光光度法測(cè)定水中鋁的改進(jìn)[J]. 環(huán)境與健康雜志，2002, 19(3): 265-266.

[7] 陳宜群. 鋁—光度法測(cè)定水中微量鋁[J]. 工業(yè)水處理，1989, 9: 28-33.

[責(zé)任編輯：熊玉濤]

Research on Dissolution of Aluminum from Sludge in Aluminum Plants

PENGChao, CHENChen-guang, MAXiao-ou

(School of Chemical and Environmental Engineering, Wuyi University, Jiangmen 529020, China)

Aluminum recovery experiments are made by using sludge from an aluminum plant as raw materials and adopting the hydrochloric acid recovery method. The effects of hydrochloric acid amount used, reaction temperature, reaction time and aging time on aluminum dissolution are studied. The results show that aluminum dissolution rate reaches 94%～96% when 20.000 g sludge is dissolved by 12 mL (1+2) hydrochloric acid at 75~80 ℃ for 25 min and then aged for 80 min.

aluminum sludge; acid-dissolving; dissolution rate

1006-7302（2013）04-0036-04

O612.3；X781.1

A

2013-04-29

2010年廣東省大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)計(jì)劃項(xiàng)目

彭超（1990—），安徽池州人，在讀本科生；馬曉鷗，教授級(jí)高級(jí)工程師，碩士生導(dǎo)師，通信作者，主要從事廢水處理及清潔生產(chǎn)技術(shù)研究.