一種聚合氯化鋁的生產方法
2023-08-02 15:20:26 1
專利名稱：一種聚合氯化鋁的生產方法
技術領域：
本發明涉及一種聚合氯化鋁的生產方法，屬於水處理化學品領域。
背景技術：
在水處理領域中，絮凝法淨化水是最古老的固液分離方法之一，由於其適用性廣、 工藝簡單、處理成本低等特點，絮凝法目前仍廣泛應用於飲用水、生活汙水和工業廢水處理中。聚合氯化鋁(PAC)在水處理中是一種高效的無機高分子絮凝劑，化學通式為 [Al2(OH)nCl6Jm，主要通過壓縮雙層、吸附電中和、吸附架橋、沉澱物網捕等機理作用，使水中細微懸浮粒子和膠體粒子脫穩、聚集、絮凝、混凝、沉澱達到淨化處理效果。聚合氯化鋁具有絮體形成快、沉澱性能好，水中鹼度消耗少，特別是對水溫、PH值、濁度和有機物含量變化適應性強等優點，其性能優於傳統的低分子無機鹽類如硫酸鋁、硫酸亞鐵等，在水處理中使用聚合氯化鋁替代傳統鐵、鋁鹽絮凝劑，可顯著地提高淨水效能，減少投藥量，降低處理成本，改善出水水質。聚合氯化鋁廣泛應用於飲用水、工業用水和汙水處理領域，是當前工業生產技術最成熟、效能最高、應用最為廣泛、市場銷量最大的無機高分子絮凝劑品種。聚合氯化鋁的合成原料很多，根據原料的來源，可大致分為3類一類為含鋁礦石包括鋁土礦、高嶺土、鋁酸鈣粉、煤矸石、焦寶石、明礬石等；二類為工業廢物包括鋁屑、鋁灰、鋁渣、廢鋁箔、三氯化鋁廢水等；三類為化工產品及中間體包括結晶氫氧化鋁、三氯化鋁、鋁酸鈉等。聚合氯化鋁的合成方法按照原料的不同，可分為金屬鋁法、活性氫氧化鋁法、三氧化二鋁法、氯化鋁法等；按照生產工藝的不同可分為酸法、鹼法、中和法、熱解法、加壓反應法、混凝膠法、電滲析法、電解法等。從生產原料來看，以鋁屑、鋁灰及鋁渣等原料製備聚合氯化鋁產品，工藝較為簡單，早期發展較為迅速，但近年來由於含鋁屑、鋁灰等含鋁材料的價格上漲，以及利用其生產其它具有更高價值的含鋁產品的出現，用此原料生產聚合氯化鋁已日益減少。以氫氧化鋁、氯化鋁為原料生產成本太高，故目前國內一般採用含鋁礦物為原料製備聚合氯化鋁。從生產工藝來看，製備聚合氯化鋁方法很多，但實現一定規模工業化生產的是酸法和鹼法；其中由於生產成本、氧化鋁溶出率等問題，酸法實際應用較鹼法多，且酸法具有反應速度快、設備投資少、工藝簡單、操作方便等優點。綜合來看，以含鋁礦物為原料，酸法生產聚合氯化鋁是目前應用最廣、成本最低、設備最簡單的方法。 但是以含鋁礦物為原料，酸法生產聚合氯化鋁時，由於含鋁礦物一般成分複雜，並需經過破碎等加成粉末；且粉末越細，氧化鋁溶出率越高，而相應水不溶物等雜質也就越難沉澱。因此如何有效降低水不溶物，加快沉澱速度是該法生產聚合氯化鋁急需解決的難點問題。
發明內容
本發明的目的在於提供一種聚合氯化鋁的生產方法。
本發明是這樣實現的一種聚合氯化鋁的生產方法，其特徵在於將工業鹽酸加入到反應釜中，邊攪拌邊加入鋁灰，再加入催化劑，通蒸汽升溫進行反應，反應溫度控制在 85-95°C，反應時間1-1. 5小時；停蒸汽，將鋁酸鈣粉加入反應釜中，控制溫度在95-115°C， 反應1-1. 5小時，通過鋁酸鈣粉的加入量控制產品的鹽基度。反應結束時加入沉澱促進劑， 攪拌均勻沉澱12-14小時後將上層液體轉移至成品池，得到液體聚合氯化鋁產品；具體的工藝配方為(重量百分比)鋁酸鈣粉15-17%，鋁灰13-15%，20%鹽酸60%，水10%，催化劑20-50ppm，沉澱促進劑20-50ppm。本發明中所使用的催化劑為重鉻酸鉀。本發明所述的沉澱促進劑為聚丙烯酸鹽。本發明針對採用鋁酸鈣粉、鋁灰原料與工業鹽酸反應生產聚合氯化鋁方法中存在的水不溶物含量高、沉澱速度慢等急需解決的難點問題，在反應前加入催化劑，反應結束時加入沉澱劑加速沉澱，十分有效地將產品水不溶物由原來的1. 0%以上降低至0. 3%以下，並將產品的沉澱時間由原來的5-7天下降至12-14小時，大大減少沉澱時間，提高了生產效率，降低了生產成本，具有很好的推廣使用價值。
具體實施例方式實施例1
將3. 5噸20%工業鹽酸按配方加入反應釜，開啟攪拌；往反應釜中加入鋁灰0. 9噸，開蒸汽升溫，再加入160克重鉻酸鉀催化劑，反應80min，溫度控制在95°C ；停蒸汽，加入鋁酸鈣粉0. 9噸，繼續反應70min，控制溫度在110°C ；加入120克聚丙烯酸鹽沉澱促進劑，攪拌均勻沉澱12小時後將上層液體泵至成品池即得產品。實施例2:
將7噸20%工業鹽酸按配方加入反應釜，開啟攪拌；往反應釜中加入鋁灰1. 8噸，開蒸汽升溫，再加入300克重鉻酸鉀催化劑，反應90min，溫度控制在90°C ；停蒸汽，加入鋁酸鈣粉1. 8噸，繼續反應80min，控制溫度在10(TC ；加入250克聚丙烯酸鹽沉澱促進劑，攪拌均勻沉澱14小時後將上層液體泵至成品池即得產品。
權利要求
1.一種聚合氯化鋁的生產方法，其特徵在於將工業鹽酸加入到反應釜中，邊攪拌邊加入鋁灰，再加入催化劑，通蒸汽升溫進行反應，反應溫度控制在85-95°C，反應時間1-1. 5 小時；停蒸汽，將鋁酸鈣粉加入反應釜中，控制溫度在95-115°C，反應1-1. 5小時，通過鋁酸鈣粉的加入量控制產品的鹽基度；反應結束時加入沉澱促進劑，攪拌均勻沉澱12-14小時後將上層液體轉移至成品池，得到液體聚合氯化鋁產品；具體的工藝配方為(重量百分比) 鋁酸鈣粉15-17%，鋁灰:13-15%, 20%鹽酸:60%，水10%,催化劑:20-50ppm,沉澱促進劑 20-50ppm。
2.根據權利要求1所述的聚合氯化鋁的生產方法，其特徵在於催化劑為重鉻酸鉀。
3.根據權利要求1所述的聚合氯化鋁的生產方法，其特徵在於沉澱促進劑為聚丙烯酸鹽。
全文摘要
本發明涉及一種聚合氯化鋁的生產方法，主要特徵是將工業鹽酸加入到反應釜中，邊攪拌邊加入鋁灰，再加入催化劑，通蒸汽升溫進行反應，反應溫度控制在85-95℃，反應時間1-1.5小時；停蒸汽，將鋁酸鈣粉加入反應釜中，控制溫度在95-115℃，反應1-1.5小時，通過鋁酸鈣粉的加入量控制產品的鹽基度。反應結束時加入沉澱促進劑，攪拌均勻沉澱12-14小時後將上層液體轉移至成品池，得到液體聚合氯化鋁產品。本發明在反應前加入催化劑，反應結束時加入沉澱促進劑加速沉澱，十分有效地將產品水不溶物由原來的1.0%以上降低至0.3%以下，並將產品的沉澱時間由原來的5-7天下降至12-14小時，大大縮短了沉澱時間，提高了生產效率，降低了生產成本。
文檔編號C02F1/52GK102295305SQ20111023186
公開日2011年12月28日 申請日期2011年8月15日 優先權日2011年8月15日
發明者陳建國 申請人:嶽陽安泰實業有限公司