胡昕伟1 ,黄月英2 , 莫洲3
（1. 广西化工规划设计院,广西南宁530003;2. 华南理工大学化工与能源学院,广东广州510640;3. 南宁市良庆区环境保护局,广西南宁530200）

摘要：对比传统的活性白土生产工艺,介绍对活性白土生产中漂洗工艺的改进,包括漂洗的控制及改进、用压滤取代传统的自然沉降、隔膜压滤机取代板框压滤机等,这些改进不仅提高了生产效率,降低能耗,而且对环境友好。

关键词：活性白土; 漂洗; 环境保护; 生产

活性白土的化学分子式: Al₂O₃ ·4SiO₂ ·nH₂O,分子间为层状结构,比表面积很大,具有离子交换能力和选择吸附性,能吸附色素等有机物,并具有催化性能。被广泛应用于各种矿物油、油脂工业的动植物油、固体石蜡、脂肪酸、废油再生,乙醇和苯等脱色精制。也可以用作葡萄酒和汁液的澄清,制糖工业的糖汁净化,化学工业的催化剂载体,粉剂农药的填料等 。目前,国内活性白土的年产量达到40多万t,已有生产厂60多家 ,是较大宗的无机化工产品。活性白土的制造如果实现清洁生产,对于环境保护的意义重大。

活性白土系由膨润土经粉碎、酸活化、漂洗、分离、干燥、粉碎等工段加工而成。膨润土是一种天然的具有吸附性能的物质,属于粘土矿物中的蒙脱石,因含杂质较多,吸附力不高,故以硫酸使其活化。活化过程是使膨润土与中等浓度的硫酸作用,使膨润土中的某些阳离子,如: Al³ 、Fe³ 、Ca² 、Mg² 等,被H 取代,膨润土受到局部破坏 ,分离出铝、铁、钙、镁等氧化物,同时生成部分硅酸胶体,使之形成多孔性物质,增加比表面积,提高吸附性能。

漂洗分离工段是将活化反应后的料浆中未反应的硫酸及相应的盐类与活性白土细泥分离;再将活化后活性白土表面及孔隙中所含的游离硫酸、硫酸盐类等物质漂洗干净,并送至干燥粉碎工段。漂洗分离工段的效果直接决定产品的游离酸、脱色率、活性度等质量指标,漂洗分离工艺则影响生产的效率、投资的效益和成本。

由于活化反应后的活性白土细泥具有粘性强、吸水性好、有膨胀性的特点,使漂洗分离工段长期存在生产效率低、水耗高、污染难治理等缺点。针对活性白土的特点,我们设计广西某厂1万t/ a活性白土项目时,决定采用新漂洗分离流程和厢式隔膜压滤机。至今该装置已投产运行2年,结果证明新工艺流程达到设计效果,厢式隔膜压滤机工作良好。

与传统工艺比较,在降低水耗能耗、降低设备投资、提高生产操作效率等方面有很大的进步。

1　传统漂洗分离工艺的主要流程

传统漂洗分离流程如图1所示。传统漂洗分离流程中活化料浆沉降分酸后,经加清水漂洗,然后自然沉降分层,放去上层的酸水,这三个步骤要反复循环6次产品的指标才能达到要求,再用料浆泵打至压滤机过滤,出来的滤饼送到干燥工段。自然沉降过程需要的时间很长,漂洗池容积很大、数量众多。结果是占地面积很大,生产效率低下,稀废酸难以处理,并消耗大量的石灰,投资也较大。

2　新漂洗分离工艺的主要流程

针对传统漂洗分离工艺中存在的问题,进行了如图2流程所示的改进。

活化料浆经过三次压滤、二次漂洗过程得到的合格滤饼送至干燥工段。用反应后的料浆直接压滤,得到的浓废酸回收再利用于活化,滤饼再加清水漂洗,压滤后得到稀废酸。

3　结果与讨论

漂洗分离工段的装置经过2年的长时间运行,总结了装置的运行状态、各项控制指标及消耗,与传统工艺作对比,有3方面的具体表现。

3. 1 生产效率提高

3. 1. 1 漂洗的控制及改进,分离浓废酸、硫酸盐类等漂洗分离工段中最难达到的指标是产品的游离酸含量。

活性白土产品标准规定游离酸应小于0. 2%。洗涤程度不足时,产品中的游离酸超过指标;洗涤过度时,游离酸指标可达到标准,但产品的活性度将下降。因为洗涤通常用的是硬水,适宜的洗涤,可将活化浸出的钙、镁等离子洗出;当洗涤过度时,活化在膨润土晶格上的H 则与硬水中大量的Ca² 、Mg² 发生交换,从而使活性度下降。我们测定了经活化后的料浆分别洗至各种不同的pH值时,产品的游离酸含量,如图3所示。由图3可知,当洗液的pH值小于3. 6时,产品的游离酸不符合产品标准的要求;当pH值大于4时,会使产品的活性度下降。因此,在实际生产中以选择洗液的pH值为3. 8～4. 0比较合适。
 

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