碱式氯化铝生产过程中铅的去除方法

• 碱式氯化铝在生产过程中除重金属离子的方法，特别是涉及除去铅的方法。
  用铝灰生产碱式氯化铝工艺，具有原料易得，设备筒单，产品含铝量高，盐基度高可不用调整，絮凝效果好等优点。但是，由于用于炼铝原料来源复杂，铝灰中常含重金属较高，特别是铅，铅对人体带来危害，必须除去到允许限度以下。传统除铅方法是水洗铝灰或加铝置换，水洗铝灰铅除不干净，还要随洗随用，不能存放，劳动量大，用铝置换成本高，因而限制了用铝灰生产的碱式氯化铝在生活用水领域的应用。
  铅在碱式氯化铝中主要以PbCl2的形式存在，PbCl2微溶于水，Ksp- 1.6*10^-10，温度升高和在酸性溶液中，溶解度增加，沉淀很不彻底。
  本方法的目的就是要克服上述除铅不彻底的缺点，提供一种用铝灰为原来生产碱式氯化铝过程中除重金属，特别是除铅的方法，生产出高纯碱式氯化铝Al2(OH)nCl6-n]mXH2O，其含铅量符合标准要求。
  实理上述目的的方法是用一种或一种以上含硫化合物，如CaS、FeS、Na2S、H2S，在溶液合适pH值时，如[H+]≈0.3N下，使Cu++、Pb++、As++、Ca++、Sn++等生成硫化物沉淀而分离除去。
  如Pb++ + S--=PbS↓
  PbCl2转化成PbS沉淀，PbS的溶度积很小，Ksp=1.1*10^-23，因而可以达到Pb++基本除净的目的。
• 工艺过程是含Al2O3 10-70%铝灰、按当量比计加入10%盐酸或/硫酸，在常压105-110℃温度下，搅拌溶解、过滤，铝渣反回再溶，往溶液中加CaS或FeS、H2S、Na2S等含硫化合物，常温常压下反应，除去沉淀物，上清液干燥得高纯碱式氯化铝产品。
  含硫化合物加入量按溶液中重金属离子摩尔比以Pb计为Pb：含硫化合物1：500-1000。
  需要注明：FeS、Na2S原料较贵，H2S一般不易得到，且处理较麻烦，Na2S用量大会生成黑色液体，影响产品外观，而且在pH=2时，As、Sn、Sb易溶解不能去除。用CaS较经济，原料可从高炉水渣中得到，直接在样液中加入高炉水矿渣还兼有调整盐基度，及加强絮凝效果的作用。
  实施例：
  取铝灰100克(主要成分%Al2O3 58.75、Fe2O3 4.60、MgO 1.28、CuO 2.10、SiO2 5.54)分次加入450毫升10%盐酸溶液中，在常压下反应0.5小时，控制温度在105-110℃之间，并适当搅拌，反应1小时左右，过滤，得400毫升滤液，测滤液各项技术指标，比重D1.13、Al2O3 10.32%、B50.1%、pH3.5、Fe0.52%、Asl.7PPm、Pb++72.2PPm，重金属以Pb代表98.5ppm，Hg无。
  将滤液分成四份，每份100毫升，用10%盐酸调整pH≤2，加入CaS沉淀除重金属，加入水矿渣调整pH到3.5-4.5。结果如下表。

  样号	样液量毫升	样液Pb 含量ppm	CaS加入量(克)	反应时间 小时	产品液中Pb含量(PPm)
  1	100	72.2	0		72.2
  2	100	72.2	1.5	3	37.1
  3	100	72.2	2.0	3	25.1
  4	100	72.2	3.0	3	7.8

  测得样品4的各项指标，比重1.19、Al2O3 10.1%、B60.2%、pH4.1，重金属以Pb++表示15.1PPm，Pb++7.8PPm，As0.5PPm，水不溶物<1.0%。
  从上可见样品4加CaS处理后，达到湖北省标准QO10-84，产品中Pb++≤10PPm、As≤5PPm、Al2O4 9-13%，BeSin50-65%，比重D>1.19要求。适用于生活用水的净化处理。
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