21世紀(jì)以來，我國鈦白粉產(chǎn)業(yè)進(jìn)入快速整合和全面發(fā)展時(shí)期。以至在生產(chǎn)規(guī)模、裝置水平、生產(chǎn)方法和生產(chǎn)技術(shù)等方面都得到大幅度的進(jìn)步和提升。截止到2017年，我國鈦白粉產(chǎn)量已達(dá)到286.95萬噸，穩(wěn)居世界首位，成為鈦白粉生產(chǎn)和消費(fèi)大國。雖然我國鈦白粉行業(yè)取得了巨大成功，但多年以來受鈦資源、生產(chǎn)技術(shù)和裝備、材質(zhì)等因素的條件限制，多采用硫酸法生產(chǎn)。
據(jù)統(tǒng)計(jì)，硫酸法鈦白生產(chǎn)過程中，每生產(chǎn)1噸鈦白粉，將產(chǎn)生副產(chǎn)硫酸8-10噸。而副產(chǎn)硫酸中含有15%-25% 的硫酸和10%-15%的硫酸亞鐵，同時(shí)還含有Al2(SO4)3、MgSO4等無機(jī)鹽及偏鈦酸，其處理工藝復(fù)雜、難度大。目前傳統(tǒng)的處理方法主要是采用直接加堿的方法進(jìn)行中和，然而該方法存在著浪費(fèi)資源、處置成本高及產(chǎn)生大量污泥等缺陷。因此，探索如何最大化回收利用其鈦白副產(chǎn)硫酸制備凈水劑具有非常重要的環(huán)保及經(jīng)濟(jì)效益。
此外，在氧化鋁生產(chǎn)過程中，鋁土礦經(jīng)強(qiáng)堿浸出產(chǎn)生的赤泥含鐵量較高，可提取出鐵精礦，而經(jīng)提鐵后的赤泥渣很難直接用于其他行業(yè)。目前氧化鋁廠赤泥提鐵渣大多采取干堆或濕堆的方法進(jìn)行堆存，曬干的提鐵渣形成的粉塵到處飛揚(yáng)，破壞生態(tài)環(huán)境，而且污染地下水。而提鐵渣中還含有氧化鐵50-60%及氧化鋁6-8%。這些有效成分可以作為凈水劑的生產(chǎn)原料，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)廢物資源化，帶來巨大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益，制備得到的凈水劑適用于工業(yè)廢水和生活污水除磷。x
聚合硫酸鐵鋁制備過程與聚合硫酸鐵除磷對(duì)比
基于以上背景，本研究采用副產(chǎn)物鈦白副產(chǎn)硫酸及赤泥提鐵渣等為原料自制聚合硫酸鐵鋁 (PAFS)。將副產(chǎn)硫酸與一定量的赤泥提鐵渣在加熱至95℃-110℃反應(yīng)得到硫酸鋁、硫酸鐵和硫酸亞鐵的混合液，再向其中加入一定量的氧化劑氯酸鈉將副產(chǎn)酸中的亞鐵離子氧化成三價(jià)鐵離子，最終得到了液體PAFS產(chǎn)品。并與市售聚合硫酸鐵進(jìn)行生活污水除磷的效果進(jìn)行對(duì)比，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明液固比6:1、溶出溫度105℃、溶出時(shí)間80min時(shí)自制得到的聚合硫酸鐵鋁除磷效果最好，去除率可高達(dá)95.45%。
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