聚合氯化铝的多种生产工艺
聚合氯化铝生产工艺

在我们身边有许多种类型的水处理产品,其中聚合氯化铝就备受关注,它的生产与合成方法可以按照原材料的来不同,可分为金属铝法、活性氢氧化铝法、三氧化二铝法、结晶氯化铝法等,下面来逐一详细介绍一下。
1.金属铝法:所用原料主要是铝加工的下脚料铝屑、铝灰和铝渣等。
在工艺上可分为酸法、碱法、中和法三种。
2.氢氧化铝法:所用原料主要是拜尔法炼铝过程中的活性氢氧化铝。
生产中采用过量的活性氢氧化铝和盐度酸,在较高温度(50-180℃)和压力(0.5MPa)下反应制得盐基度为41.6-48.6%的液体聚合氯化知铝产品,然后经浓缩、烘干即得固体聚合氯化铝产品。
3.三氧化二铝法:主要原料为三水铝石、铝钒土、高岭土、煤矸石等。
生产过程:精矿焙烧活化、酸浸、酸浸液调整盐基度生成聚合氯化铝溶液。
4·结晶氯化铝法:
以结晶氯化铝生产聚合氯化铝一般采用沸腾热解法工艺。
结晶氯化铝经过一定温度加热后,便分解出一定量的氯化氢气体和水分而变成粉末状产物,即是聚
合氯化铝单体(又称熟料)。
将熟料加一定量的水搅拌,则在较短时间内固化形成树脂状产物,即为聚合氯化铝。
专沸腾热解法生产聚合氯化铝流程简单、操属作方便,但由于生产中使用的结晶氯化铝来源所限,生产成本相对较高,限制了聚合氯化铝的生产。
通过相关对聚合氯化铝生产工艺的介绍,希望能给一些生产企业或是用户提供一些参考和帮助。
聚合氯化铝的多种生产工艺一

聚合氯化铝的多种生产工艺一公司网址:聚合氯化铝一、酸溶一步法:将盐酸、水按一定比例投加于一定量铝灰中,在一定温度下充分反应,并经过若干小时熟化后.放出上层液体即得聚合氯化铝液体产品。
铝反应为放热反应,如果控制好反应条件如盐酸浓度和量,水量及投加速度和顺序,就可以充分利用铝反应放出的热量,使反应降低对外加热量的依赖度,甚至不需外加热源而通过自热进行反应,控制其盐基度至合格。
该法具有反应速度快,投资设备少,工艺简单,操作方便等特点,产品盐基度和氧化铝含量较高,因而该法在国内被普遍采用。
但此工艺对设备腐蚀较严重,生产出的产品杂质较多,特别是重金属含量容易超标,产品质量不稳定。
阮复昌等利用电解铝粉、分析纯盐酸为原料,在实验室制备出了超纯的聚合氯化铝,据称可用于实验室制备聚合氯化铝标准溶液。
二、碱溶法:先将铝灰与氢氧化钠反应得到铝酸钠溶液,再用盐酸调pH 值,制得聚合氯化铝溶液。
这种方法的制得的产品外观较好,水不溶物较少,但氯化钠含量高,原材料消耗高,溶液氧化铝含量低,工业化生产成本较大。
三、中和法该法:是先用盐酸和氢氧化钠与铝灰反应分别制得氯化铝和铝酸钠,再把两种溶液混合中和即制得聚合氯化铝液体。
用此方法生产出的产品不溶物杂质较少,但成本较高。
先用盐酸与铝箔反应,再把得到的氯化铝分为两部分,一部分用氨水调节pH 值至6~ 6.5得到氢氧化铝后。
再把另一部分氯化铝加入到氢氧化铝中使其反应.得到聚合氯化铝液体产品,干燥后得到固体产品,据称产品的铝含量和盐基度等指标都很高。
四、原电池法:该工艺是铝灰酸溶一步法的改进工艺,根据电化学原理.金属铝与盐酸反应可组成原电池,在圆桶形反应室的底部置人用铜或不锈钢等制成的金属筛网作为阴极,倒人的铝屑作为阳极,加入盐酸进行反应,最终制得PAC。
该工艺可利用反应中产生的气泡上浮作用使溶液定向运动,取代机械搅拌,大大节约能耗。
五、沸腾热解法:用结晶氯化铝在一定温度下热解,使其分解出氯化氢和水,再聚合变成粉状熟料,后加一定量水搅拌,短时间可固化成树脂性产品,经干燥后得聚合氯化铝固体产品。
聚合氯化铝生产工艺

聚合氯化铝生产工艺聚合氯化铝(Polyaluminum chloride,简称PAC)是一种重要的无机高分子絮凝剂,广泛应用于水处理、纸浆造纸、染料工业等领域。
聚合氯化铝的生产工艺包括原料选择、制备反应、絮凝剂制备以及粉末或液体聚合氯化铝的制备等多个环节。
首先,聚合氯化铝的原料主要是铝酸盐类物质,常用的有铝矾土、铝氧化物等。
在原料选择中,需要考虑到原料的纯度、可获得性和成本等因素,选择适合的原料进行生产。
其次,聚合氯化铝的制备反应是将铝酸盐与盐酸反应生成聚合氯化铝的过程。
反应过程中,通常采用旋转式或搅拌式反应釜进行反应,将铝酸盐与盐酸按一定比例混合进入反应釜,控制反应温度和反应时间,使其反应生成聚合氯化铝。
反应完毕后,需要将产物进行过滤或离心,分离得到产物。
接下来,将得到的聚合氯化铝溶液进行进一步处理,制备成絮凝剂。
絮凝剂制备过程中,主要是将聚合氯化铝溶液进行浓缩、稀释、pH调整等工艺操作。
浓缩可以通过蒸发浓缩或真空浓缩等方式进行,将聚合氯化铝的浓度提高。
稀释工艺是将高浓度的聚合氯化铝溶液控制在一定浓度范围内,增加絮凝剂稳定性。
调整pH值是通过加碱或加酸的方式,将溶液的酸碱度调到最适合的范围。
经过这些工艺处理,得到的絮凝剂具有较强的絮凝能力和稳定性。
最后,根据聚合氯化铝的使用要求,可以将其制备成粉末或液体形式。
粉末聚合氯化铝是将浓缩后的溶液经过干燥处理得到的,具有较高的浓缩度和较长的保存时间。
液体聚合氯化铝是将稀释后的溶液直接包装而成,使用方便。
总之,聚合氯化铝的生产工艺包括原料选择、制备反应、絮凝剂制备以及粉末或液体聚合氯化铝的制备等多个环节。
通过控制不同工艺参数,可以得到满足不同使用要求的聚合氯化铝产品。
同时,生产过程中需要注意环境保护,合理利用资源,并遵守相关生产标准和要求。
聚合氯化铝的多种生产工艺

聚合氯化铝的多种生产工艺
1.传统的铝土矿法:
传统的生产PAC的方法是利用铝土矿作为原料,经过矿石的破碎、浸出、提取纯铝等步骤得到氯化铝溶液,然后与氯化钙反应生成PAC。
这种方法需要铝土矿资源丰富,但矿石资源日益稀缺,所以这种方法的应用逐渐减少。
2.半水溶剂法:
半水溶剂法又称脱硫剂法,是指将铝固体与一种溶剂反应,使铝溶解生成溶液,然后与盐酸反应生成聚合氯化铝。
这种方法相对于传统的铝土矿法来说,耗能更少、产量更高、环境友好。
3.溶液聚合法:
溶液聚合法是将铝粉与氯化铵、氯化钙等盐类化合物反应,生成聚合氯化铝。
这种方法相对简单,操作容易,适用于小规模生产。
4.高氯化铝及氯化铝溶液自身聚合法:
高氯化铝及氯化铝溶液自身聚合法是指将高氯化铝或氯化铝溶液自身在一定条件下进行聚合反应,生成聚合氯化铝。
这种方法无需引入额外的化学物质,节约了资源,但对生产工艺的要求较高。
5.氨水法:
氨水法是将氨水与氯化铝的溶液反应,生成聚合氯化铝。
这种方法操作简单,适用于小规模生产,但生成的PAC质量相对较低。
需要注意的是,以上生产工艺仅是PAC的一部分生产方法,随着科技的发展和工艺的创新,还有更多的生产工艺正在不断涌现。
根据不同的应用需求和生产规模,选择适合的生产工艺是十分重要的。
总之,聚合氯化铝是一种重要的无机高分子材料,有多种生产工艺可供选择。
从传统的铝土矿法到现代的溶液聚合法,每一种生产工艺都有其特点和适用范围。
在选择适合的生产工艺时,需要考虑原料资源、生产规模、能耗等因素,以提高生产效率和产品质量。
聚合氯化铝工艺

聚合氯化铝工艺聚合氯化铝是一种常用的水处理药剂,广泛应用于污水处理、饮用水净化和工业循环水处理等领域。
本文将介绍聚合氯化铝的工艺过程和相关参数,并简要分析其应用和优缺点。
1. 聚合氯化铝工艺过程聚合氯化铝的生产工艺主要包括以下几个步骤:(1)原料制备:原料主要包括铝酸盐和氯化盐。
铝酸盐可使用氢氧化铝或者硫酸铝溶液制备,氯化盐一般使用盐酸溶液。
原料的纯度和配比将直接影响到产品的质量。
(2)混合反应:将铝酸盐和氯化盐按照一定的比例加入反应釜中,开始混合反应。
反应釜中通常会加热,以提高反应速率。
(3)聚合反应:在混合反应的基础上,继续加入聚合剂,并加热和搅拌混合。
聚合剂的种类和使用量将决定聚合氯化铝的结构和性能。
(4)沉淀分离:待反应结束后,将反应液通过沉淀或过滤的方式分离出固体聚合氯化铝。
沉淀过程可以使用沉淀池或沉淀槽,过滤则需要使用过滤设备。
(5)浓缩干燥:分离出的固体聚合氯化铝通过干燥设备进行浓缩和干燥。
常用的干燥方式有气流干燥和旋转干燥器等。
2. 相关参数在聚合氯化铝工艺中,一些重要的参数如下:(1)原料配比:原料配比是控制产品质量的重要参数,需要根据实际情况和要求进行合理配比。
(2)反应温度:反应温度会影响反应速度和产物的结构和性能,通常根据实验和经验确定最佳的反应温度。
(3)反应时间:反应时间的长短也会对产物的质量产生影响,需要根据实验结果进行确定。
(4)聚合剂种类和用量:聚合剂的种类和使用量会直接影响到聚合氯化铝的聚合度和分子结构,从而影响其沉淀能力和絮凝效果。
3. 应用和优缺点聚合氯化铝作为一种常用的水处理药剂,具有以下的应用和优缺点:(1)应用广泛:聚合氯化铝广泛应用于污水处理、饮用水净化、工业循环水处理等多个领域,并且在水处理行业中具有重要的地位。
(2)絮凝效果好:聚合氯化铝能够迅速形成大量的沉淀体,有效地去除水中的浊度和悬浮物,提高水质。
(3)操作简单:聚合氯化铝的生产工艺相对简单,操作也较为方便,适合工业化生产。
聚合氯化铝的生产工艺以及使用方法

聚合氯化铝的生产工艺以及使用方法
一、聚合氯化铝的生产工艺
1.原料准备:聚合氯化铝的主要原料为石灰石和盐酸。
石灰石通常经过矿石破碎、磨矿等工艺处理得到。
盐酸可以通过氯化氢和水反应制得。
2.反应过程:将石灰石石灰石和盐酸加入反应釜中,进行反应。
反应时,其实质是石灰石中的钙氧化成为氢氧根,与盐酸中的氯离子结合形成氯化铝。
反应方程式:
CaCO3+2HCl→CaCl2+H2O+CO2
3.经过上述反应得到的氯化铝溶液还需进行过滤和浓缩等工艺,以提高氯化铝的含量。
4.最后,通过喷雾干燥等工艺将氯化铝溶液制成粉末状的聚合氯化铝产品。
二、聚合氯化铝的使用方法
1.聚合氯化铝主要用于水处理领域,可用于工业和生活用水的净化处理。
使用时,首先将聚合氯化铝溶解在水中生成混合液,然后将混合液加入待处理水体中。
2.聚合氯化铝具有优良的絮凝作用,能够快速凝聚悬浮在水中的杂质颗粒,使其沉淀到水底部。
使用时,一般需要根据水质情况确定加入的聚合氯化铝量。
3.使用聚合氯化铝的过程中,需要经常对水质进行监测,并根据监测结果适时调整聚合氯化铝的投加量。
4.在处理含有油脂、有机物等有机废水时,可添加一些助凝剂,提高聚合氯化铝的絮凝效果。
5.使用聚合氯化铝注意事项包括:避免与其他化学品混用,防止接触皮肤和眼睛,避免吸入粉尘等。
总结:聚合氯化铝是一种常用的水处理药剂,其生产工艺包括原料准备、反应过程、过滤、浓缩和干燥等。
在使用聚合氯化铝时,需将其溶解成混合液,加入水体中进行净化处理。
在使用过程中需要根据水质情况进行监测和调整投加量,并注意安全使用。
聚合氯化铝生产工艺过程

聚合氯化铝生产工艺过程聚合氯化铝是一种广泛应用于化工、污水处理等领域的无机聚合物,具有极强的混凝沉淀作用,可以有效地去除水中的浑浊、悬浮物和有机物等杂质。
其生产工艺复杂,需要经过多道化学反应步骤才能得到高纯度、高效的产品。
本文将介绍聚合氯化铝生产工艺中的主要步骤和关键参数,希望对读者了解其生产原理有所帮助。
一、原料准备聚合氯化铝的主要原料是铝和盐酸,其中铝一般采用金属铝或铁铝合金的形式,盐酸则需要经过工艺处理后纯度达到要求。
在实际生产中,还需添加一些辅料和助剂,以控制反应的速率和产品质量。
这些原料需要在进入反应器前进行准确的称量和混合,以确保反应的精度和效果。
二、氢氧化铝反应首先,在反应器中加入适量的盐酸,使其与铝发生反应生成氢气和氯化铝:2Al + 6HCl → 2AlCl3 + 3H2反应过程中需要控制温度和酸浓度,以避免反应过热或过慢。
此外,还需要对反应器进行密封控制,以避免氢气外泄引发事故。
三、混合反应接着,将生成的氯化铝溶液和一定比例的氢氧化铝溶液混合,并加入一定量的助剂,根据需要控制溶液的pH值和温度,使其达到最佳混合效果和反应速率。
在混合反应过程中,还需要进行搅拌和加热等操作,以促进混合和均匀反应。
四、离子交换反应混合反应后得到的混合液需要进行初步精制,去除其中的杂质和离子,提高产品的纯度和效率。
这一步通常采用药剂法或离子交换法等技术,将溶液中的阳离子和阴离子分离或置换,并进行再结晶或过滤等操作,得到成品聚合氯化铝。
五、包装和贮存最后,将聚合氯化铝产品进行包装和贮存,以保证产品质量和安全。
通常采用塑料桶或铁桶进行包装,密封保存。
在贮存过程中,需要注意防潮、防晒、防震、防火等措施,以避免产品发生质量问题或意外情况。
综上所述,聚合氯化铝生产工艺过程中需要掌握多种技术和参数,包括原料准备、反应控制、反应速率、杂质去除、包装贮存等环节。
只有在精准控制这些环节的同时,才能保证产品的稳定性、高效性和可靠性,确保它在实际应用中发挥最大的作用。
聚合氯化铝的生产工艺及设备

聚合氯化铝的生产工艺及设备聚合氯化铝(Polyaluminum chloride,简称PAC)是一种常用的水处理剂,具有良好的絮凝性能和沉降效果。
它广泛应用于污水处理、饮用水净化和工业循环水处理等领域。
本文将就聚合氯化铝的生产工艺及设备进行探讨。
一、生产工艺聚合氯化铝的生产工艺主要包括原料制备、反应生成和产品处理三个环节。
1. 原料制备聚合氯化铝的主要原料是氯化铝(AlCl3)。
氯化铝可以通过氢氧化铝(Al(OH)3)经过中和反应得到。
中和反应可以使用盐酸(HCl)作为中和剂,其中产生的氯化铝溶液即可用于后续的反应生成步骤。
2. 反应生成反应生成是指将氯化铝溶液进行聚合反应,生成聚合氯化铝产品。
反应生成常采用连续流程,即将氯化铝溶液和其他助剂如硫酸(H2SO4)、聚合物添加剂等,在反应釜中进行混合和搅拌。
通常,通过加热和酸碱催化,可以使氯化铝分子聚合生成多聚物。
聚合反应需要控制温度、反应时间和添加剂的用量,以确保产品的质量和性能。
3. 产品处理反应生成后的聚合氯化铝产品需要进行处理,以使其符合使用要求。
产品处理通常包括沉淀、澄清和干燥步骤。
首先,将反应生成的聚合氯化铝产物进行沉淀,分离出水溶液并去除其中的杂质;然后,对沉淀物进行澄清处理,通常使用过滤或离心等技术;最后,将澄清后的产品进行干燥处理,以获得成品。
二、生产设备聚合氯化铝的生产设备包括原料处理设备、反应釜和产品处理设备。
1. 原料处理设备原料处理设备主要用于制备氯化铝溶液的原料,主要包括氢氧化铝的混合槽、盐酸的储罐和输送系统等。
混合槽用于配制氢氧化铝溶液,储罐则用于储存盐酸等中和剂。
输送系统用于将原料送至反应釜中进行混合反应。
2. 反应釜反应釜是聚合氯化铝生产过程中最核心的设备,主要用于聚合反应的进行。
反应釜通常由耐酸碱性材料制成,具备搅拌装置和加热系统。
搅拌装置用于混合原料和助剂,加热系统则是为了提供适宜的反应温度。
3. 产品处理设备产品处理设备用于对反应生成的聚合氯化铝进行沉淀、澄清和干燥。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
聚合氯化铝的多种生产工艺在水处理领域中,絮凝法净化水是最古老的固液分离方法之一,由于其适用性广、工艺简单、处理成本低等特点,絮凝法目前仍广泛应用于饮用水、生活污水和工业废水处理中。
聚合氯化铝(PAC)是一种优良的无机高分子絮凝剂.它首先在日本研制成功并与20世纪60年代投入工业化生产,是目前技术最为成熟,市场销量最大的絮凝剂。
PAC使用时具有絮体形成快、沉淀性能好,水中碱度消耗少,特别是对水温、pH值、浊度和有机物含量变化适应性强等优点。
我国从上世纪70年代开始,已对聚合氯化铝进行了研发,近年来随着实验室研究的深入,工业生产得到了快速的发展。
本文从PAC生产的不同原料的角度.对目前我国聚合氯化铝的生产技术进行了论述和探讨。
1、聚合氯化铝的制备技术1.1 以铝屑、铝灰及铝渣为原料1.1.1 酸溶一步法将盐酸、水按一定比例投加于一定量铝灰中,在一定温度下充分反应,并经过若干小时熟化后.放出上层液体即得聚合氯化铝液体产品。
铝反应为放热反应,如果控制好反应条件如盐酸浓度和量,水量及投加速度和顺序,就可以充分利用铝反应放出的热量,使反应降低对外加热量的依赖度,甚至不需外加热源而通过自热进行反应,控制其盐基度至合格。
该法具有反应速度快,投资设备少,工艺简单,操作方便等特点,产品盐基度和氧化铝含量较高,因而该法在国内被普遍采用。
但此工艺对设备腐蚀较严重,生产出的产品杂质较多,特别是重金属含量容易超标,产品质量不稳定。
阮复昌等利用电解铝粉、分析纯盐酸为原料,在实验室制备出了超纯的聚合氯化铝,据称可用于实验室制备聚合氯化铝标准溶液。
1.1.2 碱溶法先将铝灰与氢氧化钠反应得到铝酸钠溶液,再用盐酸调pH值,制得聚合氯化铝溶液。
这种方法的制得的产品外观较好,水不溶物较少,但氯化钠含量高,原材料消耗高,溶液氧化铝含量低,工业化生产成本较大。
1.1.3 中和法该法是先用盐酸和氢氧化钠与铝灰反应.分别制得氯化铝和铝酸钠,再把两种溶液混合中和.即制得聚合氯化铝液体。
用此方法生产出的产品不溶物杂质较少,但成本较高。
刘春涛等l2 先用盐酸与铝箔反应,再把得到的氯化铝分为两部分,一部分用氨水调节pH值至6~6.5.得到氢氧化铝后.再把另一部分氯化铝加入到氢氧化铝中使其反应.得到聚合氯化铝液体产品,干燥后得到固体产品,据称产品的铝含量和盐基度等指标都很高。
1.1.4 原电池法该工艺是铝灰酸溶一步法的改进工艺,根据电化学原理.金属铝与盐酸反应可组成原电池,在圆桶形反应室的底部置人用铜或不锈钢等制成的金属筛网作为阴极,倒人的铝屑作为阳极,加入盐酸进行反应,最终制得PAC。
该工艺可利用反应中产生的气泡上浮作用使溶液定向运动,取代机械搅拌,大大节约能耗。
1.2 以氢氧化铝为原料将氢氧化铝与盐酸和水按一定比例,在合适的温度和压强下反应,熟化后制得聚合氯化铝产品。
该法生产工艺简单,在上世纪80年代是国内外普遍采用的一种工艺。
由于氢氧化铝酸溶性较差,故酸溶过程需加温加压。
但此法生产出的产品盐基度不高,通常在30%~50%范围内,国内已有很多提高盐基度的研究,如投加铝屑、铝酸钠、碳酸钙、氢氧化铝凝胶和石灰等.此法生产出的产品杂质较少.但以氢氧化铝为原料生产成本较高,制得的产品多用于饮用水。
晏永祥等采用氢氧化铝酸溶法.以纯铝板为除铁剂.制备出了高纯聚合氯化铝。
1.3 以氯化铝为原料1.3.1 沸腾热解法用结晶氯化铝在一定温度下热解,使其分解出氯化氢和水,再聚合变成粉状熟料,后加一定量水搅拌,短时间可固化成树脂性产品,经干燥后得聚合氯化铝固体产品。
1.3.2 加碱法先配置一定浓度的氯化铝溶液,在一定温度下强烈搅拌同时缓慢滴加一定量的氢氧化铝溶液,反应至溶液变澄清,上清液即为聚合氯化铝液体产品。
通常认为微量加碱法(极慢的加碱速度)所得产品的Al 的质量分数可达80%以上,赵华章等通过提高温度等手段制得了总铝浓度为0.59 mol/L,Al 的质量分数达80.7%的产品。
但国外有报道指出在铝浓度很低的情况下,缓慢加碱得不到Al 反而在90 c【=下通过快速加碱可得到Al 的质量分数为100%的PAC溶液,于月华等用逐滴加碱法制得聚合氯化铝,制得的产品据称Al 含量也不高。
1.3.3 电解法该法中科院研究较多,通常以铝板为阳极,以不锈钢为阴极,氯化铝为电解液,通以直流电,在低压、高电流的条件下,制得聚合氯化铝。
曲久辉等利用此法制得了碱化度高、Al 含量高的聚合氯化铝产品。
也有学者对此装置进行了改进,如何锡辉等利用对氢过电位更低的金属铜作阴极.且可提高耐腐蚀性和导电性。
罗亚田等_l2 用特制的倒极电源装置合成聚合氯化铝,据称可以减少电解过程中的极化现象。
1.3.4 电渗析法路光杰等l13 对此作了研究,以氯化铝为电解液,以石墨(或钛钌网)等惰性电极为阳极,多孑L铁板(或铂片)为阴极,以两张阴离子交换膜构成反应室,通以直流电,反应后得到聚合氯化铝产品。
1.3.5 膜法该法把碱液放在膜的一侧,膜的另一侧放置氯化铝溶液,利用膜表面的微孔作为分布器,使碱液通过微孑L微量地加入到氯化铝溶液中去.从而制得Al 含量高的聚合氯化铝。
彭跃莲等ll4’利用超滤膜制得的聚合氯化铝产品Al 的质量分数可达79.6%以上.张健等_l5]利用中空纤维膜制得的聚合氯化铝产品中的Al 的质量分数据称可达90.18%。
1.4 以含铝矿物为原料1.4.1 铝土矿、高岭土、明矾石、霞石等矿物铝土矿是一种含铝水合物的土状矿物,其中主要矿物有三水铝石、~水软铝石、一水硬铝石或这几种矿物的混合物,铝土矿中AI O 的质量分数一般40%~80%之间,主要杂质有硅、铁、钛等的氧化物。
高岭土铝的质量分数在40%左右,其分布较广,蕴藏丰富,主要成分是三氧化二铝和二氧化硅。
明矾石是硫酸复盐矿物,在我国资源较为丰富,明矾石在提取氯化物、硫酸、钾盐的同时,可制得聚合氯化铝,是一种利用价值较高的矿物。
霞石铝的质量分数在30%左右,若用烧结法制聚合氯化铝,同时可得副产品纯碱或钾盐。
这些矿物一般采用酸溶法和碱溶法来制备聚合氯化铝_I6]。
酸溶法适用于除一水硬铝矿外的大多数矿物。
生产工艺是:①矿物破碎。
为使液固相反应有较大的接触面,使氧化铝尽量溶出,同时又考虑到残渣分离难度问题.通常将矿石加工到40~60目的粉末。
②矿粉焙烧。
为提高氧化铝的溶出率,需对矿粉进行焙烧.最佳焙烧时间和焙烧温度与矿石种类和性质有关,通常在600~800 cC之间。
③酸溶。
通常加入的盐酸浓度越高,氧化铝溶出率越高,但考虑到盐酸挥发问题,通常选用质量分数为20%左右的盐酸。
调整盐基度熟化后即得到聚合氯化铝产品。
胡俊虎等[171以煤系高岭土为原料,氧化钙为助溶剂,酸浸一步合成制得聚合氯化铝铁.干燥后固体产品测得氧化铝的质量分数大于30%。
一水硬铝石或其它难溶于酸的矿石,可用碱法制备聚合氯化铝。
生产工艺前两步与酸法一样,都需破碎和焙烧,后用碱溶,用碳酸钠或氢氧化钠或其它碱与矿粉液反应,制得铝酸钠,再用碳酸氢钠和盐酸调节,制得聚合氯化铝。
碱法投资大,设备复杂,成本高,一般使用较少。
1.4.2 煤矸石煤矸石是洗煤和选煤过程中排出的固体废弃物.随着煤炭工业的发展.煤矸石的产量日益剧增,而废弃煤矸石容易污染环境。
以煤矸石为原料生产聚合氯化铝,不仅解决了其污染问题,而且还使其有了使用价值。
煤矸石一般含有质量分数为l6%~36%的AI2O 2.5%~15%的Fe2O 和5l%~65%的SiO ,利用煤矸石为原料可制得聚合氯化铝或聚合氯化铝铁,自上世纪60年代以来,已经投入工业化生产。
常用的生产工艺是:煤矸石经破碎和焙烧。
在一定温度下加入盐酸反应若干小时后.可加入聚丙烯酰胺进行渣液分离,渣经适当处理后可作为制水泥原料,母液经浓缩结晶可制得结晶三氯化铝。
这时可用沸腾热分解制得聚合氯化铝,也可采用直接加入一定浓度的氢氧化钠调节盐基度制得聚合氯化铝。
马艳然等『l。
利用煤矸石为原料制备出了符合国家标准的聚合氯化铝产品。
1.4.3 铝酸钙矿粉铝酸钙粉由铝土矿、碳酸钙和其它配料经高温煅烧,冷却后磨粉而得。
按制作聚合氯化铝方法的不同,分为碱溶法、酸溶法和两步法。
(1)碱溶法用铝酸钙矿粉与纯碱溶液反应得到偏铝酸钠溶液,反应温度为100~ll0 cC,反应4 h左右。
后在偏铝酸钠溶液中通人二氧化碳气体,当溶液pH值为6~8时。
形成大量氢氧化铝凝胶,这时停止反应.这一过程反应温度不要超过40 cC,否则会形成老化的难溶胶体。
最后在所生成的氢氧化铝中加入适量的盐酸加热溶解,得到无色、透明、黏稠状的液体聚合氯化铝,干燥后得到固体聚合氯化铝。
此法生产出的产品重金属含量低,纯度高,但生产成本较高。
(2)酸溶法把铝酸钙粉直接与盐酸反应,调整完盐基度并熟化后即得到聚合氯化铝液体产品。
该法工艺简单,投资少,操作方便,生产成本低,但产品的不溶物,重金属含量较高,固体产品氧化铝含量通常不高.质量分数约为28%左右,产品外观较差,铁离子含量高。
郑怀礼等用酸溶法制备了聚合氯化铝铁。
(3)两步法这种生产方法一般采用酸溶两步法的生产工艺,在常压和一定温度下,第一步加较高的盐酸量比到铝土矿粉中,使氧化铝尽可能溶出,第二步是把第一步反应的上清液与新加入的铝酸钙粉反应。
这一步既有氧化铝溶出,又可以调节盐基度。
通常第一步的氧化铝能溶出80%以上,第二步的氧化铝溶出率在50%以下,故第二段沉淀矿渣一般回流到第一步反应中去。
董申伟等用铝土矿和铝酸钙粉为原料,采用酸溶两步法工艺,制得了氧化铝的质量分数为10.11%.盐基度为85%的液体聚合氯化铝产品。
1.5 以粉煤灰为原料粉煤灰是火力发电厂水力除灰系统排放的固体废弃物。
由于粉煤灰中约90%三氧化铝呈玻璃态.活性不高。
酸溶很难直接把三氧化铝溶解。
以往通常采用碱石灰法。
但设备投资大,对设备腐绌性高,能耗大且需大量纯碱,实际生产意义不大。
有人用KF、NH4F等作为助溶剂打开硅铝键,再用酸溶,以提高氧化铝溶出率.酸溶后得到氯化铝,再用热解法或用氢氧化钠调节盐基度。
陆胜等用粉煤灰为原料,NH F为助溶剂,制得了聚合氯化铝产品,据称能耗低。
2 国内聚合氯化铝制作过程中存在的难点问题及解决建议我国对聚合氯化铝研究较晚,但发展迅速,随着聚合氯化铝的广泛应用,对其研究也需深化。
国内虽对聚合氯化铝中铝离子水解形态研究了多年,但仍未取得一致共识,汤鸿霄等学者认为A1 为最佳组分。
其含量越高。
絮凝效果越好。
但也有学者认为A1 并不是决定混凝效果的首要因素引,这方面是近几年的研究热点。
也是难点,需进一步研究;由于聚合氯化铝确切形态复杂,目前用盐基度反映其聚合程度和絮凝效果,而没有考虑钙、铁、硅等离子参与聚合对盐基度计算的影响,而上述离子一般对絮凝效果有着促进作用,这些难点都需深入研究。