活性白土生产废水处理及有用成分回收利用新技术
活性白土主要用于矿物油、植物油及动物油脂的脱色精制，是一种重要的石油化工和日用化工原料。目前我国活性白土年用量在50万t左右[1]。
活性白土是以膨润土为原料，主要采用湿法酸化工艺加工而成。其生产过程包括：膨润土水化、加硫酸活化、水洗、干燥、粉碎。因其产品含酸量大，需经反复水洗才能使酸含量小于0.2 %，以达到HG/T2569-94产品标准的要求。依方法不同，水洗过程产生的废水量有一定差异，但生产1 t活性白土产生的废水量一般不少于30~40 t。该废水中主要含有膨润土酸化反应产生的硫酸铝及未反应的硫酸等，若直接排放，不仅浪费了大量的资源，而且会对环境造成严重的污染[2-3]。
近年来，针对活性白土生产废水的治理及回收利用已提出一些方法，如石灰中和法、电石渣中和法、回酸活化法，及用其分解瓷土以制造工业用水处理剂硫酸铝，溶解铁屑制造绿矾等。这些方法，有的较好地解决了活性白土生产废水的治理问题，如石灰中和法通过加入石灰可使废水中的酸性得到中和，使硫酸根离子、铝离子及铁离子等形成硫酸钙、氢氧化铝、氢氧化铁等沉淀而除去，但这些沉淀物因不能得到利用而成为新的固废；有的较好地解决了活性白土生产废水中资源的回收利用问题，如用其分解瓷土以制造工业用水处理剂硫酸铝的方法就是利用废水中的硫酸来分解瓷土，将瓷土中的铝浸取到溶液中来，再经净化除杂、蒸发结晶、分离干燥、粉碎包装得硫酸铝，该法尽管有效地利用了活性白土生产废水中的硫酸、硫酸铝等资源，但由于铁离子等杂质会影响产品硫酸铝的品质，因而必须经净化除杂过程将其除去，故使其制取工艺较为复杂，原料消耗较多，致使生产效益不佳[4]。
1 由活性白土生产废水回收制取聚硅硫酸铝的方法
聚硅硫酸铝是一种新型的无机高分子絮凝剂，是在硅酸及铝盐絮凝剂的基础上发展起来的聚硅酸与铝盐的复合产物。由于该絮凝剂具有絮凝效果好、价格便宜、处理后水中的残铝量低等优点，因此对其研究引起了国内外水处理界的极大关注。该絮凝剂目前主要采用硅酸钠、铝酸钠和硫酸铝等工业品作为原料经聚合反应而制得[5]。相对来说，这种方法的生产成本较高。
针对活性白土生产废水现有处理技术及聚硅硫酸铝现有制备方法中所存在的不足之处，文章提出由活性白土生产废水回收制取聚硅硫酸铝的方法，其工艺流程如图1 所示[6]。
与现有技术相比，本方法的特点为：
(1)可将活性白土生产废水全部回收利用，且回收利用过程中不会产生二次污染；
(2)与用工业原料生产的聚硅硫酸铝相比，本方法生产成本低，且制取的产品中因含有少量的铁，其絮凝性能更优；
(3)与用活性白土生产废水分解瓷土以制造工业用水处理剂硫酸铝方法相比，本方法在制取聚硅硫酸铝过程中因无需除铁，故简化了制取工艺，降低了原料消耗，可获得良好的经济效益。
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图1 由活性白土生产废水回收制取聚硅硫酸铝工艺流程
Fig .1 Craft process of preparing polysilicon aluminum sulfate via wastewater from activated clay process
2 由活性白土生产废水回收制取明矾的方法
明矾一般包括：铵明矾(AlNH4(SO4)2·12H2O) 、钾明矾(AlK(SO4)2·12H2O)和钠明矾(AlNa(SO4)2·12H2O)。
铵明矾主要用于水的净化，电镀、造纸工业的后处理，鞣革及毛皮的处理，氧化铝及刚玉的生产，印染工业用作媒染剂，医药上用作收敛剂、利尿剂、催吐剂及泻药，食品添加剂等。该产品目前主要生产方法是用硫酸处理铝土矿制得硫酸铝，然后与硫酸铵反应，再经净化、蒸发、冷却结晶、过滤、干燥而得[5]。
钾明矾主要用作胶片及像纸的坚膜剂，净水助沉剂，医药收敛剂及止血剂，印染媒染剂，发酵粉原料，造纸上胶剂，鞣革剂，生产高纯氧化铝及其他铝盐的原料，橡胶发泡剂，食品添加剂等。该产品目前主要生产方法与铵明矾相似[5]。
文章提出由活性白土生产废水回收制取明矾(铵明矾和钾明矾)的方法。该方法不仅可以解决目前活性白土生产废水的治理及回收利用方法中存在的问题，而且可生产出市场需求良好的明矾产品。其工艺流程如图2 所示[7]。
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图2 由活性白土生产废水回收制取明矾工艺流程
Fig.2 Craft process of preparing alum via wastewater from activated clay process
与现有技术相比，本方法的特点为：
(1)可将活性白土生产废水得到有效处理，处理过程中不会产生二次污染；
(2)与用工业原料生产的明矾相比，本方法的生产成本较低；
(3)本方法除铁过程简单，且无需使用价格昂贵的原料，可有效降低处理成本。
3 由活性白土生产废水回收制取冰晶石的方法
冰晶石，即氟铝酸钠(Na3AlF6)，主要用作炼铝的助熔剂；还可作农作物的杀虫剂、搪瓷乳白剂、玻璃和搪瓷生产用的遮光剂和助熔剂、树脂橡胶的耐磨填充剂等。该产品目前主要生产方法为氢氟酸法-干法，即先将气态氢氟酸在400~700 ℃和氢氧化铝反应，生成氟铝酸，然后用纯碱在高温反应而制得[5]。
文章为避免上述现有技术所存在的不足之处，提出一种以活性白土生产废水回收制取冰晶石的方法，一方面解决目前活性白土生产废水的治理及回收利用方法中存在的问题，另一方面生产出市场需求良好的冰晶石产品。该方法的工艺流程如图3 所示[8]。
与现有技术相比，本方法的特点为：
(1)本方法在活性白土生产废水得到有效处理的同时，其中的硫酸、硫酸铝等有用组分得到有效回收利用，且回收工艺简单回收过程不会产生二次污染；
(2)本发明方法生产冰晶石产品的成本及能耗较之现有技术可以得到显著降低，获得良好的经济效益。
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图3 由活性白土生产废水回收制取冰晶石工艺流程
Fig.3 Craft profess of preparing cryolite via wastewater from activated clay process
参考文献
[1]温佩，武文洁，赵立辉．膨润土的改性及应用研究进展[J]．化工技术与开发，2008，37(2)：27-32．
[2]张永华．生产活性白土的污染最小化技术[J]．环境污染与防治，1999，21(5)：34-36．
[3]陈济美，鲁义军．活性白土酸性废液的综合利用研究[J]．中国非金属矿工业导刊，2008(1)：44-46．
[4]杨有学，费文丽，张小梅．活性白土工艺废酸水回收利用现状[J]．化工矿物与加工，2000(7)：13-16．
[5]天津化工研究院．无机盐工业手册(第二版)[M]．北京：化学工业出版社，2003．
[6]金立新，于少明，傅建彬，等．活性白土生产废水回收制取聚硅硫酸铝的方法[P]．CN：101638260C．
[7]于少明，金立新，左黎明．从活性白土生产废水回收制取明矾的方法[P]．CN：101671048A．
[8]于少明，黄湘琦，左黎明．以活性白土生产废水回收制取冰晶石的方法[P]．CN：101746800A．
(本文文献格式：黄伶俐，于少明，邱勇，等．活性白土生产废水处理及有用成分回收利用新技术[J]．广东化工，2011，38(10)：61-62)
[作者简介] 黄伶俐(1986-)，女，安徽人，硕士，主要研究方向为新型功能无机材料的制备工艺与过程技术。
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