聚合氯化鋁的多種生產(chǎn)工藝

聚合氯化鋁的多種生產(chǎn)工藝在水處理領(lǐng)域中，絮凝法凈化水是最古老的固液分別方法之一，由于其適用性廣、工藝簡潔、處理本錢低等特點(diǎn)，絮凝法目前仍廣泛應(yīng)用于飲用水、生活污水和工業(yè)廢水處理中。聚合氯化鋁(PAC)是一種優(yōu)良的無機(jī)高分子絮凝劑．它首先在日本研制成功并與20世紀(jì)60PAC使用時具有絮體形成快、沉淀性能好，水中堿度消耗少，特別是對水溫、pH值、濁度和有機(jī)物含量變化適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。我國從70年月開頭，已對聚合氯化鋁進(jìn)展了研發(fā)，近年來隨著試驗室爭論的深入，工業(yè)生產(chǎn)得到了快速的進(jìn)展。本文從PAC生產(chǎn)的不同原料的角度．對目前我國聚合氯化鋁的生產(chǎn)技術(shù)進(jìn)展了論述和探討。1、聚合氯化鋁的制備技術(shù)以鋁屑、鋁灰及鋁渣為原料酸溶一步法將鹽酸、水按確定比例投加于確定量鋁灰中,在確定溫度下充分制其鹽基度至合格。該法具有反響速度快，投資設(shè)備少，工藝簡潔，普遍承受。但此工藝對設(shè)備腐蝕較嚴(yán)峻，生產(chǎn)出的產(chǎn)品雜質(zhì)較多，,據(jù)稱堿溶法先將鋁灰與氫氧化鈉反響得到鋁酸鈉溶液，再用鹽酸調(diào)pH值，少，但氯化鈉含量高，原材料消耗高，溶液氧化鋁含量低，工業(yè)化生產(chǎn)本錢較大。中和法該法是先用鹽酸和氫氧化鈉與鋁灰反響．分別制得氯化鋁和鋁酸鈉，產(chǎn)品不溶物雜質(zhì)較少，但本錢較高。劉春濤等l2先用鹽酸與鋁箔反響，再把得到的氯化鋁分為兩局部，一局部用氨水調(diào)整pH值至6～6．5．得到氫氧化鋁后．再把另一局部氯化鋁參與到氫氧化鋁中使其反響．得到聚合氯化鋁液體產(chǎn)品，枯燥后得到固體產(chǎn)品，據(jù)稱產(chǎn)品的鋁含量和鹽基度等指標(biāo)都很高。原電池法，最終制得PAC。該工藝可利用反響中產(chǎn)生的氣泡上浮作用使溶以氫氧化鋁為原料將氫氧化鋁與鹽酸和水按確定比例，在適宜的溫度和壓強(qiáng)下反響，熟化后制得聚合氯化鋁產(chǎn)品。該法生產(chǎn)工藝簡潔，在上世紀(jì)8030％～50等承受氫氧化鋁酸溶法．以純鋁板為除鐵劑．制備出了高純聚合氯化鋁。以氯化鋁為原料沸騰熱解法合變成粉狀熟料，后加確定量水加堿法慢滴加確定量的氫氧化鋁溶液，加堿法(極慢的加堿速度)所得產(chǎn)品的Al80％以0．59mol／L，Al80．7％的產(chǎn)品。但國外有報道指出在鋁濃度很低的狀況下，緩慢加堿得不到Al90c【=下通過快速加堿可得到Al100％的PAC溶液，于月華等用逐滴加堿法制得聚合氯化鋁，制得的產(chǎn)品據(jù)稱Al含量也不高。電解法該法中科院爭論較多，通常以鋁板為陽極，以不銹鋼為陰極，氯化鋁為電解液，通以直流電，在低壓、高電流的條件下，制得聚合氯化鋁。曲久輝等利用此法制得了堿化度高、Al含量高的聚合氯化鋁_l2用特現(xiàn)象。電滲析法路光杰等l13(或鈦釕網(wǎng))L鐵板(或鉑片)交換膜構(gòu)成反響室，通以直流電，反響后得到聚合氯化鋁產(chǎn)品。膜法L微量地參與到氯化鋁溶液中去．從而制得Al含量高的聚合氯化鋁。彭躍蓮等ll4用超濾膜制得的聚合氯化鋁產(chǎn)品Al的質(zhì)量分?jǐn)?shù)可達(dá)79．6_l5]利用中空纖維膜制得的聚合氯化鋁產(chǎn)品中的Al的質(zhì)量分?jǐn)?shù)據(jù)稱可達(dá)90．18％。以含鋁礦物為原料鋁土礦、高嶺土、明礬石、霞石等礦物鋁土礦是一種含鋁水合物的土狀礦物，其中主要礦物有三水鋁石、～鋁石或這幾種礦物的混合物，鋁土礦中AIO40～80的質(zhì)量分?jǐn)?shù)在40％左右，其分布較廣，隱蔽豐富，主要成分是三氧化二鋁和二氧化硅。明礬石是硫酸復(fù)鹽礦物，在我國資源較為豐富，一種利用價值較高的礦物。霞石鋁的質(zhì)量分?jǐn)?shù)在30％左右，假設(shè)用燒結(jié)法制聚合氯化鋁，同時可得副產(chǎn)品純堿或鉀鹽。這些礦物一般承受酸溶法和堿溶法來制備聚合氯化鋁_I6]鋁礦外的大多數(shù)礦物。生產(chǎn)工藝是：①礦物裂開。為使液固相反響有較大的接觸面，使氧化鋁盡量溶出，同時又考慮到殘渣分別難度問題．通常①礦物裂開。為使液固相反響有較大的接觸面，使氧化鋁盡量溶出，同時又考慮到殘渣分別難度問題．通常40～60目的粉末。② 礦粉焙燒。為提高氧化鋁的溶出率，需對礦粉進(jìn)展焙燒．最正確焙燒時間和焙燒溫度與礦石種類和性質(zhì)有關(guān)，600～800cC之間。③酸溶。通常參與的鹽酸濃度越高，氧化鋁溶出率越高，20％左右的鹽酸。調(diào)整鹽基度熟化后即得到聚合氯化鋁產(chǎn)品。胡俊虎等[171以煤系高嶺土為原料，氧化鈣為助溶劑，酸浸一步合成制得聚合氯化鋁鐵．枯燥后固體產(chǎn)品測得30于酸的礦石，可用堿法制備聚合氯化鋁。生產(chǎn)工藝前兩步與酸法一樣，都需裂開和焙燒，后用堿溶，用碳酸鈉或氫氧化鈉或其它堿與礦粉液反響，制得鋁酸鈉，再用碳酸氫鈉和鹽酸調(diào)整，制得聚合氯化鋁。堿法投資大，設(shè)備簡潔，本錢高，一般使用較少。煤矸石煤矸石是洗煤和選煤過程中排出的固體廢棄數(shù)為l6％～36％的AI2O2．5％～15％的Fe2O和5l％～65％的SiO鋁鐵，自上世紀(jì)60氧化鈉調(diào)整鹽基度制得聚合氯化鋁。馬艷然等『l。利用煤矸石為原料制備出了符合國家標(biāo)準(zhǔn)的聚合氯化鋁產(chǎn)品。鋁酸鈣礦粉和兩步法。堿溶法用鋁酸鈣礦粉與純堿溶液反響得到偏鋁酸鈉溶液，反響二氧化碳?xì)怏w，當(dāng)溶液pH6～8時。形成大量氫氧化鋁凝40cC，否則會酸加熱溶解，得到無色、透亮、黏稠狀的液體聚合氯化鋁，枯燥后得到固體聚合氯化鋁。此法生產(chǎn)出的產(chǎn)品重金屬含量低，純度高，但生產(chǎn)本錢較高。酸溶法把鋁酸鈣粉直接與鹽酸反響，調(diào)整完鹽基度并熟化后鋁含量通常不高．質(zhì)量分?jǐn)?shù)約為28％左右，產(chǎn)品外觀較差，鐵兩步法這種生產(chǎn)方法一般承受酸溶兩步法的生產(chǎn)工藝，在常80％以上，其次步的氧化鋁溶出率在50％以下，故其次段沉淀礦渣一般回流到第一步反響中去。董85％的液體聚合氯化鋁產(chǎn)品。以粉煤灰為原料粉煤灰是火力發(fā)電廠水力除灰系統(tǒng)排放的90％三氧化鋁呈玻璃態(tài)．活性不意義不大。有人用KF、NH4F等作為助溶劑翻開硅鋁鍵，再用用氫氧化鈉調(diào)整鹽基度。陸勝等用粉煤灰為原料，NHF為助溶劑，制得了聚合氯化鋁產(chǎn)品，據(jù)稱能耗低。國內(nèi)聚合氯化鋁制作過程中存在的難點(diǎn)問題及解決建議我國A1為最正確A1并