粉煤灰是火力發(fā)電廠燃煤鍋爐隨煙排出的主要工業(yè)固廢。我國(guó)排放的粉煤灰總堆存量已超過(guò)10億t，而且還在以每年1億t左右的速度增加。由于技術(shù)落后等原因，我國(guó)粉煤灰利用還存在利用率低(不足60%)、利用附加值低等問(wèn)題。為實(shí)現(xiàn)粉煤灰高附加值、綜合利用，同時(shí)緩解我國(guó)鋁土礦資源緊缺的局面，由中國(guó)神華股份有限公司主導(dǎo)，聯(lián)合多家科研院所和高校，歷經(jīng)十余年研究，開(kāi)發(fā)出了“一步酸溶法”粉煤灰提取氧化鋁技術(shù)。該技術(shù)支撐建設(shè)的4000t/a粉煤灰酸法提取氧化鋁工業(yè)化中試廠，自2011年8月打通工藝流程以來(lái)，到目前為止已連續(xù)長(zhǎng)周期運(yùn)行7次，其中實(shí)現(xiàn)安、穩(wěn)、長(zhǎng)、優(yōu)運(yùn)行三次，生產(chǎn)出了化學(xué)成分滿足冶金級(jí)一級(jí)品(YS/T803—2012)氧化鋁和純度達(dá)到4N級(jí)的鎵產(chǎn)品，試車(chē)運(yùn)行期間，“三廢”處理滿足國(guó)家環(huán)保要求。

　　隨著“一步酸溶法”工藝的不斷優(yōu)化完善，精細(xì)化除雜技術(shù)的不斷升級(jí)改造，在除鐵、提鎵后的精制液中，采用樹(shù)脂吸附-脫除工藝去除酸浸液中的雜質(zhì)離子(鈣離子)，而在此工藝過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生含鈣廢水。含鈣廢水的主要成分為氯化鈣、氯化鋁和少量游離的鹽酸。對(duì)該種含鈣、鋁離子的酸性廢液，如采取加堿中和處理，不僅處理成本高，處理過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生“二次污染”，不能實(shí)現(xiàn)環(huán)保上的零排放，而且還不能回收利用廢液中的鋁、酸及鈣離子等，造成資源浪費(fèi)。

　　本研究利用鈣、鋁、鐵等雜質(zhì)離子的硫酸鹽在水中溶解度差異(硫酸鈣的溶解度為0.255g)，以硫酸為沉淀劑去除絕大部分鈣離子，同時(shí)將溶液中的鹵鹽轉(zhuǎn)化為硫酸鹽制備出氯化氫氣體，回收溶液中的鹽酸。

　　1、實(shí)驗(yàn)部分

　　1.1 儀器與試劑

　　型便攜式濁度儀(檢測(cè)溶液中硫酸根離子濃度)，SALD-3101型激光粒度分析儀，OPTIMA8000DV型電感耦合等離子發(fā)射儀， TOLEDOFE28K型pH計(jì)。

　　pH計(jì)，濃硫酸(98%)，分析純，***(100g)，分析純。

　　1.2 實(shí)驗(yàn)方法

　　1.2.1 含鈣廢水濃縮體積分?jǐn)?shù)確定

　　由于含鈣廢水中氯化鈣質(zhì)量分?jǐn)?shù)為4.51%，折合鈣離子質(zhì)量濃度只有18g/L左右，濃度較低，為提高鈣離子的去除效果和減少濃硫酸加入量，首先采用蒸餾濃縮方法將含鈣廢水分別濃縮到原體積(下文稱為濃縮體積分?jǐn)?shù))的80%、70%、60%、40%、30%，之后按鈣離子濃度加入等物質(zhì)的量的濃硫酸，觀察溶液流動(dòng)性變化。

　　1.2.2 硫酸加入量的影響

　　取等量的溶液，加入不同體積的鈣離子沉淀劑(濃硫酸)，加熱攪拌反應(yīng)30min后抽濾。通過(guò)檢測(cè)濾液中鈣離子含量確定硫酸加入量對(duì)鈣離子的去除效果?？紤]到含鈣廢水濃縮是否會(huì)影響鈣離子的去除效果，分別取含鈣廢水和濃縮廢液(濃縮體積分?jǐn)?shù)40%)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

　　1.2.3 陳化時(shí)間的影響

　　溶液(含鈣廢水和濃縮廢液)中加入沉淀劑濃硫酸后，考察不同陳化時(shí)間對(duì)硫酸鈣沉淀粒徑變化及濾液和濾餅成分組成的影響。