碱式氯化铝生产过程中重金属离子的去除方法,特别是铅的去除方法。碱式氯化铝铝灰生产工艺具有原料易得、设备桶单一、产品含铝量高、无需调整盐基度高、絮凝效果好等优点。但由于铝冶炼原料来源复杂,铝灰中往往含有高重金属,特别是铅,对人体有害,必须在允许的限度以下去除。传统的除铅方法是水洗铝灰或加铝代替。水洗铝灰铅不干净,还需要同时水洗,不能储存,劳动量大,去除铝的成本高,因此用铝灰生产的碱式氯化铝在生活用水领域的应用受到限制。
铅主要以PbCl2的形式存在于碱式氯化铝中,PbCl2微溶于水,ksp-1.6*10^-10。随着温度的升高,在酸性溶液中的溶解度增大,沉淀很差。本方法的目的是克服上述除铅方法的缺点,为利用铝灰生产碱式氯化铝原工艺中重金属特别是铅的去除提供一种方法,生产出铅含量符合标准要求的高纯碱式氯化铝al2(OH)nCl6-n]mxh2o。
为了达到上述目的,使用一种或多种硫化物,如Ca s、FES、Na2S和H2S,使Cu++、Pb++、as++、Ca++、Sn++沉淀,并在溶液的pH值合适时分离,如[H]~0.3n,如Pb+++s--=PBS~,将PbCl2转化为PBS沉淀,PBS的溶解度积很小,KSP=1.1×10^-23,可达到基本净化Pb++的目的。
该工艺包括10-70%铝灰含氧化铝,按当量比加入10%盐酸或/硫酸,在105-110℃常压下搅拌溶解过滤,铝渣反溶,加入CAS或FES等硫化物,H2S和Na2S进入溶液,常温常压反应,除去沉淀,干燥上清液,得到高纯度碱式氯化铝产品。根据溶液中重金属离子的摩尔比,计算出硫化物的含量为铅:硫化物1:500-1000。
需要注意的是,FES和Na2S原料价格昂贵,H2S一般不易得到,处理麻烦。硫化钠的加入量会产生黑色液体,影响产品外观。此外,当pH=2时,as、Sn和Sb容易溶解,不能被除去。使用CAS更经济。原料可从高炉渣中获得。将高炉渣直接加入样品溶液中,也可以调节盐基度,增强絮凝效果。