铝型材厂污泥中铝的溶出工艺研究

彭超，陈晨光，马晓鸥



铝型材厂污泥中铝的溶出工艺研究

彭超，陈晨光，马晓鸥

（五邑大学 化学与环境工程学院，广东 江门 529020）

含铝污泥；酸溶法；溶出率

铝型材厂工业污泥（以下简称污泥）是铝型材加工时产生的废水经混凝法处理后的工业废渣，主要由胶状的氢氧化铝组成，铝含量较高[1]. 目前，大部分铝型材厂对这类污泥只是进行简单的堆放处置，这不仅占用大量的土地，还对环境造成潜在的污染：因此，如何安全有效地处置或利用这类污泥引起了研究者的关注[2-5]. 本课题以某大型铝型材厂污泥为原料，采用酸溶法溶解污泥，过滤得到含铝溶液. 该方法工艺条件的选择将为含铝污泥资源化回收再利用奠定基础.

1 实验试剂及仪器

1.1 试剂

某铝型材厂污泥、(1+2)盐酸、分析纯铝、2,4-二硝基苯酚指示剂、(1+1)氨水、25%硫代硫酸钠溶液、10%抗坏血酸溶液、l%OP乳化剂水溶液、0.5%铬天青S溶液、乙酸—乙酸铵缓冲溶液.

1.2 仪器

JA1203N型电子天平、DHG-9053A型电热恒温鼓风干燥箱、723可见光分光光度计、ICAP6300型全谱直读等离子体发射光谱仪.

2 实验方法

2.1 污泥的采集与保存

现场用塑料袋将铝型材厂污泥密封包装，运回实验室，置于5℃冰箱中保存.

2.2 污泥的成分检测

2.3 含水率的测定

2.4 铝溶出率的测定

实验采用铬天青S分光光度法[6-7]测定污泥溶解液中的铝含量，按下式计算污泥中铝的溶出率：

3 结果与讨论

3.1 污泥成分的分析

采用ICP检测污泥样品中的Al、Ca、Mg、Fe含量，结果详见表1. 由表1可知，该污泥Al含量较高.

表1 污泥成分分析数据（以干基计）

3.2 污泥含水率的测定

污泥含水率的测定结果详见表2，其平均含水率为83.93%.

表2 污泥含水率测定

3.3 污泥中铝溶出的单因素试验

3.3.1 盐酸用量对污泥中铝溶出率的影响

图1 盐酸用量对污泥中铝溶出率的影响

图2 反应温度对污泥中铝溶出率的影响

图3 反应时间对污泥中铝溶出率的影响

图4 陈化时间对污泥中铝溶出率的影响

3.3.2 反应温度对污泥中铝溶出率的影响

由图2可知，在温度为45～80℃时，铝的溶出率随温度上升而增大；75～80℃，铝的溶出率达到最大值；80℃之后，温度升高铝的溶出率下降. 这是由于该反应属于放热反应，保持适当的反应温度有利于加大溶出反应速率，但反应温度过高会阻碍溶出反应的进行. 且温度过高会促使水分蒸发，导致溶液中铝盐浓度升高，不利于铝的溶出. 因此，适宜的反应温度为75～80℃.

3.3.3 反应时间对污泥中铝溶出率的影响

3.3.4 陈化时间对污泥中铝溶出率的影响

3.3.5 验证实验

4 结论

铝型材厂的含铝污泥Al含量高达25.16%（以干基计），具有很高的回收利用价值. 用(1+2)盐酸溶出污泥中的铝，操作简单，溶出率高达94%～96%，得到的含铝溶液可用于制备聚合氯化铝等产品. 本研究结果为铝型材厂污泥的回收利用提供了一条可行的途径.

[1] 戚浩文，林华斌. 铝型材废水的治理工艺[J]. 中国给水排水，2000, 16(11): 42-43.

[2] 于岩，阮玉忠，黄清明. 铝厂污泥在不同煅烧温度的晶相结构研究[J]. 结构化学，2003, 22(5): 607-612.

[3] 于岩，阮玉忠，吴任平. 反应温度与时间对铝型材厂工业污泥合成堇青石材料的得率与晶相结构影响[J]. 结构化学，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] 谢宏斌，刘建湘，邱昌莲. 铬天青S分光光度法测定水中铝的改进[J]. 环境与健康杂志，2002, 19(3): 265-266.

[7] 陈宜群. 铝—光度法测定水中微量铝[J]. 工业水处理，1989, 9: 28-33.

[责任编辑：熊玉涛]

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年广东省大学生创新实验计划项目

彭超（1990—），安徽池州人，在读本科生；马晓鸥，教授级高级工程师，硕士生导师，通信作者，主要从事废水处理及清洁生产技术研究.