使用硫、鹽、石灰和礬土製造水化學品和建築材料的製作方法

2023-06-15 07:32:31 2

專利名稱：使用硫、鹽、石灰和礬土製造水化學品和建築材料的製作方法
技術領域：
本發明涉及製備多核羥基滷化鋁絡合物和製備消毒劑的改進方法。本發明獲得 製備通常所說的多核鋁化合物(PAC)和氫氯酸鋁(ACH)的多核羥基氯化鋁絡合 物的簡化方法，其中ACH通常用於定義具有超過50%的鹼度且具有較高的相應鋁 含量的產物。所有這些絡合物都具有通式Alx(OH)yClz。
本發明也獲得製備具有通式Mx(OH)yHz的多核羥基金屬滷化物絡合物的簡化方 法，其中H為滷素、優選C1，且M為至少一種或一組+2或+3價態的金屬，且其中 M是以金屬滷化物酸溶液、鹼金屬、金屬氧化物或金屬氫氧化物的形式加入多核羥 基滷化鋁金屬絡合物中。
如本發明所定義，術語金屬聚合物(MP)指的是任何多核鋁或多核金屬絡合物 或化合物，包括那些不含鋁的絡合物或化合物。
這些MP打算以溶液或固體形式傳送以用於液固分離中，諸如水淨化、汙泥脫 水和造紙以及固體脫水和類似的脫水應用中。這些MP可用於多種應用中，包括水 淨化、止汗藥、腐蝕控制和傳導。這些MP的應用僅受所含金屬和相關產品的應用 機理所限制，而不管產品為液體、固體還是無水形式。
本發明獲得MP的簡化方法，其中滷素原料為鹽形式且通過用硫酸(H2S04) 和/或亞硫酸(H2S03)酸化或電解而轉化為酸形式。本發明獲得製造消毒劑的改進 方法，其中消毒劑含有氧化元素或化合物，且其中製造能是自至少一種選自由以下
過程組成的清單的過程的形成能獲得在空氣或02中燃燒硫(S)而形成二氧化硫
(S02)、氧化S02而形成三氧化硫(S03)、由SCb形成H2S04、由S02與空氣或 02形成亞硫酸(H2S03)、由金屬滷化物與基於硫的氧化態的酸(硫氧基酸，優選為
H2S04和/或H2S03)的反應形成滷化物酸和任何其組合。本發明獲得製造酸和鹼的
改進方法，其中所述酸是基於滷素陰離子且其中所述鹼是基於羥基陰離子。本發明
提供製造石膏、二水合硫酸鈣以及半水合硫酸鈣、亞硫酸鈣和亞硫酸氫鈣的改進方 法，其中硫為製造石膏的原料，且其中所述硫優選為諸如油的烴的純化產物。
本發明的方法使用價格低廉的原料，更有效地運用熱量和化學能，具有較低 的運輸成本且不太需要處理危險化學品從而僅需顯著減少的製造成本。
背景技術：
PAC-自從20世紀70年代以來，所屬領域中已經了解製備多核鋁絡合物，也稱 為鋁聚合物。展現前景的第一種產品為聚硫酸鋁。聚硫酸鋁的生產方法公開於且介 紹於美國專利第4,284,611號和第4,536,665號和加拿大專利第1,203,364號、第 1,203,664號、第1,203,665號和第1,123,306號中，同時其以引用的方式用於本發明 中。在這些專利中，通過使硫酸鹽溶液與碳酸鈉或氫氧化鈉反應以形成不可溶的氫 氧化鋁凝膠來生產聚硫酸鋁，其中然後去除可溶性硫酸鈉。
美國專利第4,877,597號描述另一種生產聚硫酸鋁的方法，同時其以引用的方 式用於本發明中。這一方法剔除通過使硫酸鋁與鋁酸鈉反應來生產氫氧化鋁凝膠的 起始步驟。
美國專利第3,544,476號公開一種形成聚氯醛-硫酸鋁的方法，同時其以引用的 方式用於本發明中。通過首先生產氯化鋁/硫酸鋁溶液且然後用石灰的碳酸鈣使這一 溶液鹼化來製備聚氯醛-硫酸鋁。去除不可溶硫酸轉。
美國專利第2,196,016號、第2,392,153號、第2,392,153號、第2,392,531號、 第2,791,486號、第3,909,439號和第4,082685號公開生產聚氯化鋁(低鹼度ACH) 的方法，同時其以引用的方式用於本發明中。這些方法涉及在高溫和高壓條件下使 氧基鋁水合物或羥基鋁水合物與鹽酸(HC1)反應。
美國專利第4,362,643號和第4,417,996號公開生產聚鋁鐵絡合物的方法，同時 其以引用的方式用於本發明中。這些方法涉及使氯化鋁/氯化鐵溶液與氫氧化鋁或氧 基鋁水合物反應以及使聚氯化鋁與鐵反應。
美國專利第4,131,545號公開通過使硫酸鋁與磷酸和硫酸鈣反應來生產聚硫酸 鋁化合物的方法，同時其以引用的方式用於本發明中。在水工業中，此時已眾所周 知，已知在約34。F到約40°F (4°C)的水溫下，含有硫酸鹽的PAC化合物勝過鋁鹽、 鐵鹽、PAC和ACH。
最常見的PAC為ACH。歸因於ACH具有較高的鋁含量，這在超過40T (4'C)
的操作溫度下顯著增加PAC的效率，故ACH為最常見的PAC。美國專利第4,051,028
號和第4，390,445號公開形成聚羥基氯化鋁(ACH)的方法，同時其以引用的方式-
用於本發明中。通過使氯化鋁溶液和氫氧化鋁與碳酸鈣或石灰反應來製備聚羥基氯 化鋁。去除不可溶碳酸鈣。美國專利第4,034,067號和第5,182,094號公開形成聚羥 基氯化鋁的方法，同時其以引用的方式用於本發明中。通過使氯化鋁溶液與礬土或 氫氧化鋁在高溫和高壓條件下反應來製備聚羥基氯化鋁。
美國專利第5,938,970號公開一種形成多核雙金屬氫氧化物絡合物(使用兩種 金屬)的方法，同時其以引用的方式用於本發明中。這一方法描述組合使用二價金 屬和三價金屬，其中三價金屬為酸性溶液形式且使其與二價金屬的氧化物或氫氧化 物形式反應。
WO 97/11029 (PCT/US96/13977)和美國專利第5,985,234號公開一種形成多核 鋁絡合物的方法，其中需要使鋁酸鈉與氯化鋁或氯硫酸鋁反應，同時其以引用的方 式用於本發明中；反應在高剪切攪拌條件下進行以使凝膠形成最小化。反應在50 'C以下的溫度下進行以產生乳狀懸浮液，這一懸浮液隨吋間變澄清。
此時，已知ACH由四種方法製備。第一種方法為使礬土和/或氫氧化鋁與氯化
鋁溶液(ACS)以單步法在高溫或高壓或兩者下反應。礬土在本發明中是定義為任
何主要包含自然界存在和從原鋁土礦中純化的氧基鋁水合物和/或羥基鋁水合物的
混合物。通過利用鋁的兩性性質的拜爾法(Bayer process)純化原鋁土礦，這一性
質允許鋁在高pH值以及低pH值下皆可溶。其它金屬不展示這一特徵。由此，在約
大於10.0的pH值下和在足夠高以使氧基鋁水合物和羥基鋁水合物流動的操作溫度
下從其它金屬純化鋁。第二種方法為使HC1與過量礬土和/或氫氧化鋁在高壓和/或
高溫下反應。第三種方法為使礬土和/或氫氧化鋁與HCl和金屬碳酸鹽或金屬氧化物
在高溫和/或高壓下反應。第四種方法(公開於美國專利第5，904，856號中)介紹在
HC1或ACS中使水泥酸化的方法。第二種和第三種方法的後果為大量未反應的氫氧
化鋁材料須返回到方法中，這使得方法的成本顯著較高。第三種方法的後果為碳酸
鹽在反應容器中起泡；另外，這些並不十分乾燥的產物將需要人們乾燥最終鋁聚合
物。第一種和第四種方法因需要運輸大量ACS而成本極高。第二種、第三種和第四
種方法因需要運輸大量HC1而成本極高。取決於濃度，HC1含至少約65%的水且
ACS含至少約60%到90%的水，HC1或ACS的運輸需要運輸和處理大量水且因此
不經濟。第四種方法的後果為首先製備含有Al203和C10的燒結水泥的成本。如果
使用鋁土礦，那麼所有這些方法的後果都是鋁土礦的純度限制，因為當使用PAC淨
化飲用水時，鋁土礦中某些形式的金屬雜質不能聚合於PAC中。
所有這些PAC和MP專利都以引用的方式併入本文中。所有這些方法在原材料 方面受到限制。根據任何這些方法，須處理大量HC1或ACS或其它金屬酸溶液。 根據任何這些方法，製備ACS須使用HC1。總之，所有方法都需要運輸、儲藏和處 理大量危險化學品。
另外，飲用水工業對最終水產品中的可溶性鋁的量有限制。多年來，工業方法 已限制鋁鹽凝結以在最終純水中去除可溶性鋁。PAC並不在最終水中產生可溶性鋁。 MP並不在水中放入可溶性金屬。歸因於飲用和工業水凝結的要求，需要製備PAC 和MP的更安全、更簡單且更經濟的方法。
能量-這些方法中沒有一個以高效方式運用熱量或化學能。所有這些方法在不考 慮HC1或ACS形成的放熱性質的情況下都需要向PAC或MP反應器施加熱量且在 製備礬土中需要熱量。所有這些方法在製造ACS之前都需要製備HC1或傳送HC1， 同時在氯化鈉轉化為HC1和利用HC1使鋁轉化為ACS中存在大量可利用的潛在化 學能。最後，所有這些方法都未研究使用H2S04和/或H2S03製備HC1、由S極度放
熱地產生H2S04禾口/或H2S03或通過金屬氯化物鹽與H2S04禾口/或H2S03反應來極度
放熱地形成HC1，所有這些都呈現產生熱能、蒸汽和電的能力。
HCl-除能量損失和購買成本外，HC1運輸還存在許多問題，包括成本增加和環 保問題。須運輸HC1且須安排合適的通風以避免氯化氫氣體HC1 (g)的釋放。另 外，含水氯(Cl)或氯離子由HC1水溶液產生。氯(Cl2)的生產方法為在儲藏之前
需要乾燥和冷凍的成本高昂的方法。Cl2的最顯著問題是儲藏。Cl2就儲藏來說是極
危險的化學品；因此Cl2的儲藏成本高。近年來，Cl2的危險性質已引起許多水淨化
設施相對於漂白劑或其它消毒劑重新評估Cl2的用量。
與水接觸後，Cl2形成氯離子和亞氯酸根離子。亞氯酸根離子隨溫度分解為氯離 子。向大體積的液體施加熱量成本也極高。此外，HC1須在必須控制HC1 (g)蒸氣 的釋放的聚合物襯裡容器中儲藏和運輸。總之，HCl和/或Cl2的生產和運輸成本高 昂且危險。
ACS-ACS是通過HC1與氫氧化鋁、磯土 (呈無水或水合形式的氫氧化鋁和/或 氧化鋁)或鋁的反應形成。雖然ACS可由鋁土礦製備，但在大多數應用中這並不是 優選的，因為鋁土礦中的鋁酸化為ACS也可使任何可能存在於原鋁土礦中的其它金 屬雜質酸化。ACS的形成也釋放須控制的HC1 (g)。這是成本高昂的方法。因此， 總之，當前方法總是提供導致最終產品成本增加的並發情況以及許多須予以控制的 安全性問題。
消毒劑-另外，在水淨化的所有應用中，應盡力避免形成氯有機化合物，已發現氯有機化合物具有有毒、致癌、致畸和任何其組合中的至少一個特性。飲用水工業 目前限制Cl2和漂白劑消毒，正在研究諸如H202、 02、臭氧(03)和二氧化氯(C102) 的替代消毒劑。在電力工業中已得知這些氯有機化合物提前汙染脫礦質器床，從而 導致使用諸如H202、 02、 03和C102的所述替代物。在造紙工業中已得知這些氯有
機化合物可發現於最終紙產品和工廠廢水中，從而需要研究諸如H202、 02和03的 替代物。03的製造需要02，而02為通過分離空氣或電解水而形成的昂貴產物。又， C102就運輸來說為極危險的化學品，從而需要由諸如漂白劑(次氯酸鹽)、亞氯酸 鹽和氯酸鹽的其它Ch化合物當場產生。本文中製造亞氯酸鹽和氯酸鹽的先前研究 參考美國專利2,092,944、 2,092,945、 2,194,494、 2,323,180、 2,616,783、 2,833,624、 3,101,248、 3,450,493、 3,760,065、 3,760,065、 3,828,097、 3,997,462、 4,081,520、 4,086,329、 4,087,515、 4,421,730、 4,465,658、 4,473,540、 4,683,039、 5,091,166、 5,091,167、 5,116,595、 5,205,995、 5，366，714、 5,593,653、 5,597,544、 5,639,559禾口 6,251,357;以及CA的2189289; JP的55-098965和JP的56-92102。
雖然存在許多製備H202的方法，但存在兩種主要的化學製造方法氫醌(HQ) 法和硫酸/電解(SAE)法。歷史上，直到20世紀60年代和20世紀70年代為止SAE 一直為優選方法，其中歸因於除去與SAE相關的電成本而節省操作成本，工業上轉 而使用HQ。然而，由於其性質，HQ具有有機汙染的限制，這歸因於使用有機化學 品(氫醌)作為催化劑。另外，氯有機毒性的發現使得工業上需要H202的更純形 式。在11202製造中，已討論薄膜作為&02純化的方法。美國專利第4,879,043號 和第6,333,018號介紹使用反向滲透薄膜技術作為由HQ製造H202的生產過程中的 最後純化步驟，同時其以引用的方式用於本發明中。美國專利第5,215,665號、第 5,262,058號和第5,906,738號介紹結合使用反向滲透薄膜技術與陽離子樹脂技術作 為由HQ製造H202的生產過程中的最後純化步驟，同時其以引用的方式用於本發明 中。美國專利第5,851,042號和第6,113,798號介紹使用以下步驟作為由HQ製造H202
的生產過程中的最後純化步驟通過使汙染物粒子與微配位體反應使所述粒子轉 化，然後分離所述反應產物與薄膜，同時其以引用的方式用於本發明中。美國專利
第5,800,796號介紹電化學反應器，其中02和H2橫穿含有還原催化劑的導電薄膜反 應以形成}1202，同時其以引用的方式用於本發明中。這一新穎方法除去HQ，同時
簡化11202生產方法。然而，來自還原催化劑的重金屬對H202進行汙染的可能性是 顯著的。重金屬汙染排除微電路生產或水淨化中H202的潛在使用。另外，極具爆
炸性的02和/或H2在電解環境中反應的潛在安全問題排除這一方法在終端使用場合 的潛在使用。美國公開案20040126313教示結合使用薄膜技術與SAE;然而，未介 紹電的來源。這些參考文獻都沒有介紹具有電的來源的SAE。所有這些11202專利 都以引用的方式併入本文中。
雖然存在許多製備02的方法，但由三種方法進行將空氣分離為其組成氣體低 溫蒸餾、薄膜分離和變壓吸附(PSA，其包括真空)。將空氣分離為02、氬(Ar) 和氮(N2)的常規低溫蒸餾法通常基於雙重壓力循環。首先將空氣壓縮且隨後冷卻， 其中冷卻是通過以下四種方法中的一種實現l-液體的汽化；2-焦耳湯姆遜效應 (Joule Thompson effect); 3-與之前冷卻的溫熱產物流逆流熱交換或與外部冷卻的 溫熱產物流逆流熱交換；和4-做外功的發動機中氣體的膨脹。通常將經冷卻和壓縮 的空氣引入兩個分餾區。第一個分餾區與第二個處於較低壓力下的分餾區熱連接。 兩個區經熱連接，如此第一個區的冷凝器使第二個區再沸騰。空氣在第一個區中經 受部分蒸餾以產生大體上純的N2餾分和富含02的液體餾分。富含02的餾分為第二
個分餾區的中間進料。來自第一個分餾區的大體上純的N2在第二個分餾區的頂部用
作回流。在第二個分餾區中，分離完成，從分餾區的底部產生大體上純的02且從頂
部產生大體上純的N2。當產生或去除Ar時，使用第三個分餾區。這第三個區的進
料為自第二個分餾區的中間點抽出的富含Ar的蒸氣餾分。這第三個區的壓力與第
二個區處於同一水平。在第三個分餾區中，使進料精餾為自第三個分餾區的頂部抽
出的富Ar流和自底部抽出且在中間點引入第二個分餾區的液體流。第三個分餾區
的回流由位於頂部的冷凝器提供。在這一冷凝器中，通過與通常為來自第一個分餾
區的富含02的餾分的另一流熱交換來濃縮富含Ar的蒸氣。呈部分汽化態的富02
流然後在抽取第三個分餾區的進料的點上方的中間點處進入第二個分餾區中。
三元混合物空氣蒸餾成N2、 02和Ar可視為二元蒸餾。 一個二元蒸餾為分離高
沸點02與中間沸點Ar。另一個二元蒸餾為分離中間沸點Ar與低沸點N2。在這兩
個二元蒸餾中，前者更困難，需要比後者多的回流和/或理論塔板。Ar-02分離為第
三個分餾區和第二個分餾區的抽取第三個區的進料的點下方的底段的主要功能。
N2-Ar分離為第二個分餾區的抽取第三個分餾區的進料的點的上段的主要功能。蒸
餾的難易程度隨壓力而變化。這兩個二元蒸餾在越高的壓力下變得越困難。這一事
實決定，就常規設置來說，第二個和第三個分餾區的最佳操作壓力為或靠近一個大
氣壓的最小壓力。就常規設置來說，當操作壓力增加到高於一個大氣壓時，主要歸
因於Ar-02分離難度的增加，產物回收率大體上降低。然而，存在其它使高壓加工
吸引人的考慮因素。歸因於蒸氣密度的增加，蒸餾塔直徑和熱交換器橫截面積可減
小。高壓產物可提供壓縮設備資金成本的顯著節省。在一些情況下，需要空氣分離 法與產生電源的燃氣輪機相整合。在這些情況下，需要空氣分離法的高壓操作。第 一個分餾區的空氣進料處於約10到20個絕對大氣壓的高壓下。這引起第二個和第 三個分餾區的操作壓力為約3到6個絕對大氣壓。歸因於之前所述的壓力對分離難 易程度的影響，這些壓力下常規設置的操作產生極低的產物回收率。將空氣低溫分 離為其組分的先前研究可參考美國專利第5,386,692號、第5,402,647號、第5,438,835 號、第5,440,884號、第5,456,083號、第5,463,871號、第5,582,035號、第5,582,036 號、第5，596，886號、第5,765,396號、第5，896，755號、第5,934,104號、第6，173，584 號、第6,202,441號、第6,263,700號、第6,347,534號、第6,536,234號、第6,564,581 號、第5,341,646號、第5,245,832號、第6,048,509號、第6,082,136號、第6,499,312 號、第6,298,668號和第6,333,445號，同時其以引用的方式用於本發明中。所有這 些專利都以引用的方式併入本文中。
化學工業中也眾所周知用薄膜分離空氣。所屬領域中已知兩種一般類型的薄 膜有機聚合物薄膜和無機薄膜。通過橫穿經設計以具有導電性的薄膜建立電位來 改進這些薄膜空氣分離法。進行用薄膜將空氣分離為其組分的先前研究可參考美國 專利第6,523,529號、第6,761,155號、第6,277,483號、第5,820,654號、第6,293,084 號、第6，360，524號、第6，551，386號、第6，562，104號、第6,361,583號、第6,565,626 號、第6,572,678號、第6,572,679號、第6,579,341號、第6,592,650號、第6,372,010 號、第5,599,383號、第5,820,654號、第5,820,655號、第5,837,125號、第6,117,210 號、第5,599,383號、第5,902,370號、第6,117,210號、第6,139,810號、第6,403,041 號和第6,767,663號，同時其以引用的方式用於本發明中。所有這些薄膜專利都以 引用的方式併入本文中。雖然這些專利介紹薄膜技術中的許多創新，但沒有一個介 紹使用其中空氣分離的能量是自至少一種選自由以下過程組成的清單的過程的形 成能獲得的薄膜在空氣或02中燃燒S以形成S02、氧化S02以形成S03、由S03 形成H2S04、由S02形成H2SCb、形成滷化物酸和任何其組合。
也眾所周知用PSA(本文包括變真空吸附)將空氣分離為02和N2。進行用PSA
將空氣分離為其組分的先前研究可參考美國專利第6,572,838號、第6.761,754號、
第6,780,806號、第3,793,931號、第4,481,018號、第4,544,378號、第5,464,467
號、第5,810，卯9號、第5,868, 818號、第5,885,331號、第6,350,298號、第6,171,370
號、第6，423，121號、第6，649，556號、第6,652,626號、第4,013,429號、第4,264,340
號、第4.329.158號、第4,685,939號、第5,137,548號、第5,152,813號、第5,258,058
號、第5,268,012號、第5,354,360號、第5,413,625號、第5,417,957號、第5,419,891 號、第5,454,857號、第5,672,195號、第6,004,378號、第6,357,601號、第6,321,915 號、第6,315,884號、第6,298,664號、第6,497,098號、第6,510,693號和第6,516,787
號，同時其以引用的方式用於本發明中。所有這些PSA專利都以引用的方式併入本 文中。雖然這些專利介紹PSA技術中的許多創新，但沒有一個教示製造能是自至少 一種選自包含以下過程的清單的過程的形成能獲得在空氣或02中燃燒S以形成
S02、氧化S02以形成S03、由S03形成H2S04、由S02形成H2S03、形成滷化物酸
和任何其組合。
製造02的另一方法為電解水(H20)。電解1120的先前研究可參考美國專利第 6,723,220號、第5,585,882號、第6,572,759號、第6,551,735號、第6,471,834號、 第6,361,893號、第6,338,786號和第6,336,430號，同時其以引用的方式用於本發 明中。所有這些電解專利都以引用的方式併入本文中。雖然這些專利介紹電解技術 中的許多創新，但沒有一個介紹製造能是自至少一種選自包含以下過程的清單的過
程的形成能獲得在空氣或02中燃燒S以形成S02、氧化S02以形成S03、由SOs 形成H2S04、由S02形成H2S03、形成滷化物酸和任何其組合。
所屬領域中眾所周知通過電解由金屬/滷素鹽形成滷素氧化物的製造所述滷素 氧化物的方法和過程。雖然最常見金屬為鈉，但通常使用鈣。雖然最常見滷素為氯， 但通常使用溴、氟和碘。滷素氧化物製造的生產方法的先前研究可參考美國專利第 5,342,601號、第5,376,350號、第5,409,680號、第5,419,818號、第5,423,958號、 第5,458,858號、第5,480,516號、第5,523,072號、第5,565,182號、第5,599,518 號、第5,618,440號、第5,681,446號、第5,779,876號、第5,851,374號、第5,858,322 號、第5,916,505號、第5,972,196號、第6,004,439號、第6,203,688號、第6,306,281 號、第6,436,435號、第6,740,223號、第6,761,872號、第6，805，787號和第6,814,877 號，同時其以引用的方式用於本發明中。製備滷素氧化物形式的所有這些專利以引 用的方式併入本文中。雖然這些專利介紹滷素氧化物生產中的許多創新，但沒有一
個介紹製造能是自至少一種選自包含以下過程的清單的過程的形成能獲得在空氣
或02中燃燒S以形成S02、氧化S02以形成S03、由S03形成H2S04、由S02形成
H2S03、形成滷化物酸和任何其組合。
酸(硫酸、亞硫酸和鹽酸)的製造-所屬領域中已知HC1由兩種方法產生，即
電解單元(EU)法和硫酸法(SAP)。 EU產生HC1的原料包括氯化鈉、水和電。SAP
產生HC1的原料包括氯化鈉、H2S04和水。 -
硫酸具有許多形式和等效物，其都基於硫氧基(SxOy)陰離子部分，其中X可 從1到2變化且Y可從2到8變化。實例將為亞硫酸、硫酸、發煙硫酸和過硫酸。
如本發明中所定義，硫氧基酸為任何含有硫氧基部分的供質子酸。H2S04和H2S03
主要由兩種相競爭的方法製造濃縮法和接觸法。在所述兩種情況下，在下文中將 稱為硫酸反應器(SAR)的硫酸設施中，使S在空氣和/或02中燃燒以產生S02。 然後在接觸法中通過使用通常為V205的催化劑在過量空氣存在下在約400-450°F
(204-233°C)的溫度下使S02轉化為S03。在任一方法中，皆可通過使803與&0 接觸使所述S03緩慢轉化為H2S04。在濃縮法中，使燃燒的S02與H20接觸，迅速 形成H2S03且緩慢形成H2S04。在接觸法中，使所述S03與H2S04接觸以形成H2S207
(發煙硫酸)；然後使發煙硫酸與H20接觸以形成100%H2SO4。通常通過直接使所 述S03與H2S04和H20反應從而形成H2S04而省略發煙硫酸步驟。濃縮法很難獲得 100% H2S04。
漂白劑的製造-漂白劑(第IA族或第IIA族金屬的次滷酸鹽溶液)當前是由兩 種方法製造電解和酸/鹼摻合。在電解中，將包含第IA族或第IIA族金屬滷化物 的鹽溶液放於電解槽中，其中將鹽分離為相應滷化物酸和相應第IA族或第IIA族氫 氧化物，且其中使所述滷化物酸和所述第IA族或第IIA族氫氧化物混合，其中形成 相應第IA族或第IIA族金屬的次滷酸鹽溶液，同時釋放氫氣。在酸/鹼摻合中，將 第IA族或第IIA族金屬氫氧化物的冷稀溶液與水溶液形式的氫滷酸或與氫滷酸氣體 混合，其中形成相應第IA族或第IIA族金屬的次滷酸鹽溶液，同時釋放氫氣。在所 有情況下，可通過加入過量鹼、優選第IA族或第IIA族氫氧化物來增加第IA族或 第IIA族金屬次滷酸鹽在溶液中的濃度，直到獲得約15%的第IA族或第IIA族金屬 次滷酸鹽的濃度為止。
在當前製造實踐中，形成漂白劑中所使用的第IA族或第IIA族金屬氫氧化物是 通過使相應第IA族或第IIA族鹽在水中電解而形成。因此，當前任何漂白劑的製造 都受進行電解的電的成本和/或可用性限制。
本文中製造第IA族或第IIA族氫氧化物的先前研究參考美國專利3.976,556、 4，025,405、4,100,050、4101,395、4,187,350、4,221,644、4,240,883、4,295,944、4,486,276、 4,586,994、 4,969,981、 6,488,833以及EP的A 1 067 215、 EP的1120481、 JP的 55-89486、 JP的1-234585和JP的10-110287。
石膏的製造-石膏(二水合硫酸鈣)為廣泛使用的產品，其為製造壁板或石膏纖
維板中的主要組分。石膏當前是通過三種相競爭的方法製造開採二水合硫酸鈣；
所開採的硫酸鈣的水合作用；和用通常為氧化鈣和/或氫氧化l丐的轉氧化物淨化廢棄 硫氧基酸氣體。在所有情況下，問題在於所製造的石膏的純度。在所開採的硫酸鈣 和二水合硫酸鈣的情況下，問題在於泥土汙染物。另外，在淨化廢棄硫氧基酸氣體 的情況下，氣體流中的雜質通常也被氧化且留在石膏產物中。
本文中進行硫氧基酸氣體純化從而形成石膏的先前研究參考美國專利 3,976,747、 4,312,280、 4,590,049、 4,782,772、 4,867,955、 4,915,920、 4,931,264、 5,006,323、 5,345,884、 5,538,703、 5,544,596、 5,551,357、 5,795,548、 5,814,288、 6,290,921、 6,309,996和6,912,962以及外國專利DE的40 39 213、 DE的40 23 030、 GB的2 107 207和WO的99/5822/6。
危險化學品的運輸和硫的管理
隨著人口密度增加，包括酸和消毒劑的危險化學品的運輸導致溢濺發生率增 加，同時溢濺的後果變得更為嚴重。雖然就運輸、處理和儲藏來說，滷化物酸、次 滷酸鹽和亞滷酸鹽的溶液為較安全的消毒劑，但這些消毒劑的製造成本限制其使 用。需要製造02、 C102、滷化物酸、次滷酸鹽和滷酸鹽的較為經濟的方法。另外， 雖然US EPA要求從烴類燃料去除硫已限制燃燒廢氣向大氣釋放硫氧化物，但所述 去除產生豐富的硫，如此精煉工業上需要處理所述豐富硫的方法。

發明內容
本發明的主要目的在於設計有效、高效且經濟可行的生產多核鋁和/或多核金屬 絡合物的方法。
本發明的另一目的在於設計在不進行危險物品運輸和處理的情況下有效、高效 且經濟可行的生產多核鋁和/或多核金屬絡合物的方法。
本發明的又一目的在於設計有效、高效且經濟可行的生產除鋁外還含有金屬和 /或代替鋁含有金屬的多核絡合物的方法。
本發明的又一目的在於設計有效、高效且經濟可行的生產消毒劑和/或氧化劑的 方法，所述消毒劑和/或氧化劑優選為那些水處理和造紙工業中所使用的消毒劑和/ 或氧化劑，尤其是02、 03、 H202、 NaOH、 H202、次滷酸鹽、亞滷酸鹽、滷酸鹽、 滷素氧化物和滷化物酸。
本發明的又一 目的在於設計有效、高效且經濟可行的生產HC1和H2S04以及金 屬亞硫酸鹽、金屬亞硫酸氫鹽和金屬硫酸鹽的方法。
本發明的又一目的在於設計有效、高效且經濟可行的使用至少一種選自由以下
過程組成的清單的過程的形成能來產生蒸汽的方法由硫和空氣或氧形成S02、-由 S02和空氣或氧在催化劑下形成S03、由發煙硫酸和水形成H2S04、由H2S03、H2S04 和水形成H2S04和任何其組合，其中所述蒸汽用於產生電以由電解製造至少一種選 自由以下各物組成的清單的物質由H20形成02和H2、由02形成03、使用H2S04 作為催化劑由水形成H202、由所述金屬滷化物、次滷酸鹽、亞滷酸鹽、滷酸鹽、滷 素氧化物形成金屬氫氧化物和滷化氫和任何其組合。
本發明的又一 目的在於設計有效、高效且經濟可行的使用至少一種選自由以下 過程組成的清單的過程的形成能來產生蒸汽的方法由硫和空氣或氧形成S02、由 S02和空氣或氧在催化劑下形成S03、由發煙硫酸和水形成H2S04、由H2S03、H2S04 和水形成H2S04和任何其組合，其中所述蒸汽用於產生機械能以製造至少一種選自 由以下各物組成的清單的物質由H20形成02和H2。
本發明的又一目的在於設計有效、高效且經濟可行的化學製造漂白劑的方法，
其中在無需電解的情況下製造第IA族或第IIA族金屬氫氧化物。
本發明的又一目的在於設計有效、高效且經濟可行的化學製造石膏的方法，其 中石膏的純度較高。
本發明的又一目的在於設計有效、高效且經濟可行的化學製造石膏的方法，其 中所述石膏中所併入的硫是來自從烴去除的所述硫。


當結合以下圖式考慮以下優選實施例時，可獲得對本發明的更好理解，其中 圖1說明圖2到10的圖例。
圖2以方塊圖形式說明所提出的用電解製造消毒劑的方法和過程的優選實施例
的一般描述，其中電解的能量是自形成至少一種選自由以下各物組成的清單的物質
獲得S02、 S03、 H2S03、發煙硫酸、H2S04和任何其組合。
圖3以方塊圖形式說明上述方法和過程與氫滷酸反應(HAR)方法的組合的優
選實施例的一般描述，其中使硫氧基酸、優選H2S02和/或H2S03與金屬滷化物鹽反
應以形成相應滷化物酸以及相應金屬硫氧基鹽、最優選金屬硫酸鹽、亞硫酸鹽或亞 硫酸氫鹽。
圖4以方塊圖形式說明圖1和2中的方法和過程與PAC禾n/或MP製造的組合 的優選實施例的一般描述。
圖5以方塊圖形式說明優選實施例的一般描述，其中電解中所產生的H2再循環
作為電解的能源以改善電解的經濟性。
圖6以方塊圖形式說明包含汽輪機的優選實施例的一般描述，-其中使用空氣分
離、優選低溫蒸餾來產生02且使用電解使所述02變為03。
圖7以方塊圖形式說明包含蒸汽機的優選實施例的一般描述，其中使用空氣分 離、優選低溫蒸餾來產生02且電解通過汽輪機/發電機獲得電以使所述02變為03。
圖8以方塊圖形式說明優選實施例的一般描述，其中電解中所產生的H2再循環 作為電解的能源以改善電解的經濟性。
圖9以方塊圖形式說明優選實施例的一般描述，其中使用空氣分離、優選低溫 蒸餾來產生02且電解通過蒸汽機/發電機獲得電以使所述02變為03。
圖10和11以方塊圖形式說明所提出的由硫氧基酸和金屬滷化物鹽製造滷化物 酸和金屬硫氧基鹽的方法和過程的優選實施例的一般描述，其中所述製造是在壓出 機和/或螺旋鑽型反應器中進行，其中所述反應器中的螺杆將所述金屬滷化物鹽轉移 到與所述硫氧基酸的反應中，其中自所述壓出機和/或螺旋鑽的至少一個排放部分去 除所述卣化物酸，其中所述壓出機和/或螺旋鑽將所述金屬硫氧基鹽自所述壓出機和 /或螺旋鑽在所述金屬滷化物鹽的入口的相對端處進行轉移。圖IO說明用金屬氫氧 化物調節所述金屬硫氧基鹽的pH值，從而由任何過量的所述硫氧基酸產生所述金 屬硫氧基鹽，同時在所述壓出機和/或螺旋鑽反應器的至少一個排放部分釋放水。圖 IO說明兩個排放口， 一個用於所述滷化物酸且另一個用於所述水蒸汽，實施例為具 有一個排放口、兩個排放口或兩個以上排放口。優選為將加熱水套放在所述壓出機 和/或螺旋鑽上。最優選為所述水套與所述金屬滷化物鹽與所述硫氧基酸的所述反應 並流流動。優選為所述壓出機和/或螺旋鑽和所述水迴路是如所述設備的所屬領域中 所知。 ，
圖12以方塊圖形式說明優選實施例的一般描述，其中使用硫、礬土、金屬滷 化物鹽和水產生多核金屬化合物、金屬滷化物溶液、金屬亞滷酸鹽、金屬次滷酸鹽、 金屬氫氧化物和脫水硫酸鈣。
具體實施例方式
化學平衡
構成本發明的一方面的化學平衡和/或反應包括(但不限於)
1. S(s) + 3/202(g) + H20(l)—— H2S04(l) +126 kcal.
2. S(s) + 02(g)—— S02 (g) + 71 kcal.
3. 2NaCI(s) + H2S04(l) Na2S04(s) + 2HCI(g) - 15 kcal.formula see original document page 44
最優選的反應包含至少一個選自由以下編號組成的清單的編號1、 2、 4、 6、 7、 8、 10、 11、 12、 14、 15、 16、 17、 19、 25、 26和任何其組合。去除轉且由此增 加產物純度所需的反應為11和12。就現場製造二氧化氯來說，優選為反應26。在 本文中估計礬土為約2/3氧化鋁和1/3氫氧化鋁；然而，磯土可為含有任何濃度的 氧化鋁和任何濃度的氫氧化鋁的任何濃度的鹼性鋁金屬。優選為使用至少一種除鋁 之外的金屬。
硫氧基酸的形成-SAR
可通過製備硫氧基酸來獲得顯著的製造成本節約。硫氧基酸在本文中是定義為
任何包含SOx部分的酸；另外，硫氧基部分在本文中是定義為任何SOx部分。最優 選為本發明中的硫氧基酸為H2S04。雖然H2S04和H2S03的銷售極具競爭性，但由
S、空氣和H20或S、 02和H20形成H2S04和/或H2S03極度放熱。存在兩種已知 的製造H2S04和H2S03的方法硫酸縮合法(SAC)和硫酸接觸法(SACP)，這兩 種方法在本文中都稱為SAR且為本發明的實施例，其中優選為SACP。 SACP由S、 H20和空氣或02產生H2S04禾口/或H2S03 (其中反應的一個階段需要催化劑，優選 氧化釩V205)。由S、H20和空氣或02產生每莫耳將近無水的H2S04也產生約126 kcal 的能量。優選地，使用這一有價值的能量產生用於至少一種選自包含以下過程的清 單的過程的蒸汽純化鋁土礦；加熱金屬聚合物反應器(MPR，其可用於製造PAC 以及MP);加熱HAR禾Q/或HAR產物蒸餾；用空氣蒸發脫水降低副產物金屬硫酸 鹽、亞硫酸鹽或亞硫酸氫鹽的H20含量；產生電以運作EU;和任何其組合。SACP
被概述為
1) S + 02 — S02 + 70,944 cal.
2) S02 + 02 — S02 + 23,506 cal. (400°F (204°C)，在催化劑、優選￥205下)
3) S03 + H2S04 — H2S207 (發煙硫酸)；禾口
4) H2S207 + H20 — H2S04 + 20,820 cal.
(可省略使S03與H2S04接觸以形成發煙硫酸的步驟；然而，S03 + H20 4 H2S04為緩慢反應。)
通過使來自第一個反應的S02與水反應來形成亞硫酸H2S03。
優選為通過使來自第一個反應的S02在氫氧化鈉水溶液中反應來獲得亞硫酸 鈉；通過使來自第一個反應的S02在所述金屬氫氧化物的水溶液中反應或使金屬亞
硫酸鹽與H2S03反應來形成金屬亞硫酸鹽。
優選為通過使來自第一個反應的S02在碳酸鈉水溶液中反應來獲得亞硫酸氫 鈉；且通過使來自第一個反應的S02在所述金屬碳酸鹽的水溶液中反應來形成金屬 亞硫酸氫鹽。
除H2S04和/或H2S03生產的電能和蒸汽能的經濟性之外，現場生產H2S04和/
或H2S03避免H2S04禾口/或H2S03的運輸和儲藏。如之前所討論，H2S04禾口/或H2S03
為須儲藏於適當儲罐中的危險化學品，其中須控制蒸氣。因此，優選為所生產的用
於HAR的H2S04禾[l/或H2S03具有最小的體積儲藏量。最優選的實施例為由SACP生產H2S04禾卩/或H2S03且然後使所述"熱"H2S04和/或H2S03與金屬滷化物在HAR 中反應，從而利用H2S04和/或H2S03的能量蒸餾滷化物酸和/或乾燥HAR所產生的 金屬硫氧基鹽。
優選為所述SACP具有所屬領域已知的設計、構造和操作。 氫滷酸反應器-HAR
在HAR中，使將近無水的鹽和鹽水中的至少一種與硫氧基酸、優選H2S04和/ 或H2S03且最優選H2S04反應以形成相關滷化物酸(在氯化鈉的情況下為HC1)和 相關副產物金屬硫氧基鹽(在氯化鈉的情況下為硫氧基鈉)，其中所述金屬硫氧基 鹽中的所述硫氧基部分優選為至少一種選自由以下部分組成的清單的部分硫酸 根、硫酸氫根、亞硫酸根、亞硫酸氫根和任何其組合。最優選為所述金屬包含鈉； 優選為所述金屬包含第IA族或第IIA族金屬，同時實施例為金屬包含至少一種選自 由以下金屬組成的群組的金屬銨、第IA族金屬、第IIA族金屬、第IIIB族金屬、 第VIII族金屬、第1B族金屬、第IIB族金屬、第IIIA族金屬、鈉、f丐、鉀、鎂、 鋁、銅和任何其組合。
將近無水的H2S04、 Na2S04和NaCl在大氣壓下的沸點分別為約340°C 、 N.B. 和1413°C (644T 、 N.B.和2575T )，而將近無水的HC1在大氣壓下的沸點為約-85。C U85下)，使得可相當容易地進行副產物金屬鹽與滷化物酸的分離。所得無水和/ 或含水滷化物酸溶液的蒸餾或分離使得能夠通過濃縮鹽水中的鹽和/或通過將水加 入所述滷化物酸中來直接控制含水滷化物酸的濃度，這優選是通過噴射器和/或壓縮 機進行，其中所述噴射器通過水流移動所述卣化物酸且所述壓縮機移動所述卣化物 酸和/或向所述滷化物酸施壓。優選實施例為所述噴射器通過含水滷化物酸流移動所 述滷化物酸。優選實施例為所述壓縮機通過將近無水的囟化物酸流移動所述卣化物 酸。實施例為所述壓縮機通過含水滷化物酸流移動所述滷化物酸。
實施例為在HAR中進行金屬滷化物鹽與硫氧基酸、優選H2S04的反應，其中 所述硫氧基酸含有來自SAR過程的熱量(如溫度所測量)。優選實施例為在HAR
中進行金屬滷化物鹽與硫氧基酸、優選H2S04和/或H2S03的反應，其中所述硫氧基
酸含有來自約0'C與約60(TC之間的溫度下的所述SAR過程的熱量，從而提供所述
熱量以通過HAR上的水套通過從HAR轉移熱量來產生熱水和/或蒸汽能。最優選的
實施例為在HAR中進行金屬滷化物鹽與硫氧基酸、優選H2S04的反應，其中所述
硫氧基酸至少部分含有形成至少一種選自由以下各物組成的清單的物質所產生的
熱量S02、 S03、發煙硫酸、H2S04、 H2S03和任何其組合，其中所述HAR中所述
反應的溫度由水套和/或蒸汽套控制在約0'C與60(TC之間。優選為所述HAR中的所 述溫度介於約100。F與300°F (38-149°C)之間以在所述HAR中形成硫酸氫鹽或亞 硫酸氫鹽。優選為所述HAR中的所述溫度介於約300。F與約600。F之間以在所述 HAR中形成硫酸鹽或亞硫酸鹽。最優選實施例為利用來自所述HAR的夾套的所述 水和/或蒸汽能加熱至少一種選自由以下過程組成的清單的過程形成金屬次滷酸 鹽；形成多核金屬化合物；使金屬硫氧基鹽乾燥為其無水態、水合物態、二水合物 態中的至少一個；和任何其組合。
實施例為在大氣壓、正表壓(positive gage)、真空和任何其組合中的至少一個 壓力條件下進行將近無水和/或含水滷化物酸的蒸餾和/或其與硫氧基酸和/或金屬硫 氧基鹽的分離。優選為控制所述滷化物酸或滷化物酸溶液的時間/溫度關係以使任何 亞滷酸根離子分解為滷離子(需要約60°C (142下))。可通過使所得副產物硫氧基 鹽(優選具有硫酸根、硫酸氫根、亞硫酸根和/或亞硫酸氫根部分)與任何金屬氫氧 化物或苛性鹼反應到所需pH值來進行純化，由此純化所述副產物金屬硫氧基鹽， 同時產生所述金屬滷化物鹽與所述硫氧基酸反應的熱量。最優選為用NaOH調節所 述副產物金屬硫氧基鹽的pH值。優選為用金屬氫氧化物調節所述副產物金屬硫氧 基鹽的pH值，其中所述金屬氫氧化物中的金屬對應於所述副產物金屬硫氧基鹽中 的金屬。最優選為使所述副產物金屬硫氧基鹽脫水為粉末待售。優選為以水合物形 式出售所述副產物金屬硫氧基鹽。優選為以餅狀出售所述副產物金屬硫氧基鹽。實 施例為以溶液形式出售副產物金屬硫氧基鹽。
雖然如反應l中所描繪，形成所述硫氧基酸的反應放熱，但如反應3所描繪， 形成所述金屬硫酸鹽或亞硫酸鹽的反應吸熱；形成金屬硫酸鹽的任何金屬滷化物鹽 與硫氧基酸、優選硫酸的反應需要類似能量。因此，優選為如反應編號4中所描繪， 製造金屬硫酸氫鹽或亞硫酸氫鹽，由此減少形成滷化物酸所需的能量，同時仍提供 金屬硫酸氫鹽，雖然其為含有氫的形式。
實施例為回收至少一部分由金屬氫氧化物與硫氧基酸的反應形成所述金屬硫
氧基鹽和水所產生的能量，其中如反應13和14所描繪，使用所述能量加熱所述金
屬滷化物與所述硫氧基酸的所述反應。優選實施例為使用如本文所述的電解單元
(EU)中所產生的H2或使用如本文所述的金屬次滷酸鹽形成中所產生的H2來加熱
所述金屬滷化物鹽與所述硫氧基酸的所述反應，以在所述HAR中形成所需的金屬
硫氧基鹽。優選實施例為使用天然氣加熱所述金屬滷化物鹽與所述硫氧基酸的所述
反應以在所述HAR中形成所需的金屬硫氧基鹽。 -
如圖IO所描繪，實施例為所述HAR包含混合/反應部分，所述部分優選具有壓 出機/螺旋鑽型設計。優選為所述HAR包含至少一個螺旋鑽和/或壓出機，其中將所 述金屬滷化物鹽加到所述螺旋鑽和/或壓出機的一端，其中使所述硫氧基酸與所述金 屬滷化物鹽反應，其中使所得滷化物酸從所述螺旋鑽和/或壓出機的至少一個排放口 排出。最優選為所述HAR包含至少一個螺旋鑽和/或壓出機，其中將所述金屬滷化 物鹽加到所述螺旋鑽和/或壓出機的一端，其中使所述硫氧基酸與所述金屬硫氧基鹽 反應，其中使所得滷化物酸從所述螺旋鑽和/或壓出機的至少一個排放口排出，且其 中將金屬氫氧化物或金屬氧化物加到所述螺旋鑽和/或壓出機中以使所述金屬氫氧 化物或金屬氧化物與所述螺旋鑽和/或壓出機中的任何剩餘硫氧基酸反應，如此形成 金屬硫氧基鹽和水。最優選為所述HAR包含至少一個螺旋鑽和/或壓出機，其中將 所述金屬滷化物鹽加到所述螺旋鑽和/或壓出機的一端，其中使所述硫氧基酸與所述 金屬卣化物鹽反應，其中使所得滷化物酸從所述螺旋鑽和/或壓出機的至少一個排放 口排出，其中將金屬氫氧化物或金屬氧化物加到所述螺旋鑽和/或壓出機中以使所述
金屬氫氧化物或金屬氧化物與所述螺旋鑽和/或壓出機中的任何剩餘硫氧基酸反應， 以形成金屬硫氧基鹽和水，其中使所述水從所述螺旋鑽和/或壓出機的至少一個排放 口排出。為千燥所述金屬硫氧基鹽，優選為所述螺旋鑽和/或壓出機在加入任何金屬 氫氧化物之後具有至少約140°F (60°C)或更高的操作溫度。為乾燥所述金屬硫氧 基鹽，最優選為所述螺旋鑽和/或壓出機在加入任何金屬氫氧化物之後具有至少約 212°F (IO(TC)或更高的操作溫度。為維持所述螺旋鑽和/或壓出機中的反應溫度， 優選為所述螺旋鑽和/或壓出機包含水套。
最優選為將所述金屬滷化物鹽以將近無水的形式加到所述HAR中。優選為將 所述金屬滷化物鹽以含水形式加到所述HAR中。
EU
優選為製備至少一種消毒劑或氧化劑，其中通過電解形成所述消毒劑或氧化 劑，其中用於所述電解的電在由汽輪機運行的發電機中產生，其中所述汽輪機由蒸 汽能運行，且其中運行所述汽輪機的蒸汽能是自至少一種選自由以下過程組成的清
單的過程的形成能獲得由S和空氣形成S02、由S和02形成S02、由S02和空氣
形成S03、由S02和02形成S03、由SCh和H20形成所述H2S03、由S03和H20
形成所述H2S04、由H2S04和S03形成發煙硫酸、由發煙硫酸和H20形成所述H2S04
和任何其組合。
^ 優選為在EU中生產至少一種選自由以下各物組成的清單的物質:.由金屬滷化
物鹽溶液形成金屬次滷酸鹽、由金屬滷化物鹽形成金屬亞滷酸鹽、由金屬滷化物鹽 形成金屬滷酸鹽、由金屬滷化物鹽形成滷化物酸、由1120形成02、由02形成03、 由H20形成H2、由H2S04通過H2S2O^P H20形成&02和任何其組合，其中EU 中的至少一部分電能由發電機產生，且其中發電機由汽輪機運行，其中汽輪機由自
至少一種選自由以下過程組成的清單的過程的形成能獲得的蒸汽能運行由S和空
氣形成S02、由S和02形成S02、由S02和空氣形成S03、由S02和02形成S03、 由S02和H20形成所述H2S03、由S03和H20形成所述H2S04、由H2SO^n S03 形成發煙硫酸、由發煙硫酸和H20形成所述H2S04和任何其組合。
優選為使所述S02與至少一種選自由以下各物組成的清單的物質反應金屬氫 氧化物以形成金屬亞硫酸鹽、金屬碳酸鹽以形成金屬亞硫酸氫鹽、金屬滷酸鹽和 H2S04以形式相應卣素二氧化物和任何其組合。
優選為在至少一種以下情形中使用至少一部分所述H2:使產生電的發電機運行 的內燃機、產生電的燃料電池和加熱金屬滷化物鹽與硫氧基酸之間的反應。優選為 在所述EU中使用至少一部分通過內燃機或燃料電池由所述H2產生的所述電進行電 解。
最優選為所述滷化物、次滷酸鹽、亞滷酸鹽或滷酸鹽的滷素包含氯或溴。實施 例為所述金屬滷化物溶液包含廢棄催化劑或廢棄鹽水。實施例為使用至少一部分所 述H2加熱HAR以形成金屬硫氧基鹽。
如果使用EU生產滷化物酸，那麼優選在以下時刻加熱來自EU的滷化物酸 在EU後即刻、在EU中、AHS形成期間、金屬酸溶液(MAS)形成期間或其組合， 如此亞滷酸根離子分解為滷離子，同時利用來自至少一種選自電解、AHS形成、 MAS形成和任何其組合的過程的焓以使加熱費用最小化。
最優選為在EU中生產構成至少一種選自由以下各物組成的清單的物質的氯部 分氯氣、鹽酸、次氯酸鹽、亞氯酸鹽和氯酸鹽和任何其組合，其中至少一部分用 於EU的電能是自蒸汽能獲得，其中所述蒸汽能是自至少一種選自由以下過程組成 的清單的過程的形成能獲得由S和空氣形成S02、由S和02形成S02、由S02 和空氣形成S03、由S02禾tl 02形成S03、由S02禾Q H20形成所述H2S03、由S03 和H20形成所述H2S04、由H2S04和S03形成發煙硫酸、由發煙硫酸和H20形成 所述H2S04和任何其組合。
優選為使用來自EU或HAR的滷化物酸生產來生產相關卣化物或卣素氣體、卣
化物酸、'次滷酸鹽、亞滷酸鹽或滷酸鹽。優選為在EU.中使用廢棄鹽水。 -
EU的潛在副產物金屬氫氧化物為至少一種選自由以下過程組成的清單的過程 中待用的優選材料礬土的製備、次滷酸鹽的生產、亞卣酸鹽的生產、卣酸鹽的生 產、滷素二氧化物的生產、本發明的任何方法中所釋放的滷化物酸氣體的淨化、pH 值控制應用(包括水處理工業中的那些pH值控制應用)和HAR中所形成的副產物 金屬硫氧基鹽(優選硫酸鹽、硫酸氫鹽、亞硫酸鹽或亞硫酸氫鹽)的pH值調整。
實施例為在EU中利用任何金屬滷化物鹽，其中相關酸產物為相關滷化物酸且 相關苛性鹼產物為相關金屬氫氧化物。在併入EU和HAR中使用的金屬滷化物中的 所有可利用金屬中，優選為所述金屬包含至少一種選自由以下金屬組成的清單的金 屬鈉、鉀、鎂和任何其組合。
最優選實施例為在EU中使用任何金屬滷化物鹽，其中相關產物為滷化物的氧 化產物，諸如滷化物、次滷酸鹽、亞滷酸鹽或滷酸鹽，其中所述齒化物、次卣酸鹽、 亞滷酸鹽或滷酸鹽可包含周期表的任何滷素。優選實施例為製造滷素二氧化物，其 中EU形成至少一種選自由以下各物組成的清單的物質金屬亞滷酸鹽、金屬滷酸 鹽、滷化物酸和任何其組合，其中所述滷素二氧化物是通過至少一種所述經製造的 金屬亞滷酸鹽、金屬滷酸鹽、滷化物酸、S02、 H2S04和任何其組合形成。最優選實 施例為製造C102，其中EU形成金屬亞氯酸鹽和/或氯酸鹽且其中C102是通過所述 經製造的亞氯酸鹽和/或氯酸鹽形成。最優選實施例為製造C102，其中EU形成亞氯 酸鹽和/或氯酸鹽，且其中C102是通過所述經製造的亞氯酸鹽和/或氯酸鹽與由HAR 製造的所述HC1形成，C102的所述形成以及氯酸鹽和/或亞氯酸鹽。最優選實施例 為製造C102，其中EU形成亞氯酸鹽和/或氯酸鹽以及次氯酸鹽，且其中C102是用 至少一種所述經製造的亞氯酸鹽、氯酸鹽和次氯酸鹽與由HAR製造的所述HC1形 成。最優選實施例為在EU中製造滷素二氧化物，其中使用EU形成金屬亞氯酸鹽 和/或氯酸鹽，其中滷化物酸是由HAR形成，且其中所述滷素二氧化物是通過至少 一種所述由EU製造的亞滷酸鹽、滷酸鹽和次滷酸鹽與由HAR製造的所述鹵化物酸 形成。最優選實施例為在EU中製造金屬滷酸鹽以及在SAP中製造S02和H2S04，
其中使所述S02和H2S04反應以形成相應滷素二氧化物。最優選實施例為如所屬領
域所已知，使所述滷素二氧化物與金屬氫氧化物和過氧化氫反應以製造金屬滷酸 ±卜
HTL 。
優選為在EU中製造滷化物酸，其中使用至少一部分所述滷化物酸形成至少一
種選自由以下相應物質組成的清單的物質次滷酸鹽、亞滷酸鹽、滷酸鹽、所述滷
離子的可利用氧化物形式、呈二氧化物形式的所述滷離子和任何其組合。
最優選為如所屬領域所已知，EU包含隔膜結構。
優選為所述EU中所使用的所述金屬滷化物鹽中的金屬包含至少一種選自由以 下金屬組成的清單的金屬銨、第IA族金屬、第IIA族金屬、第IIIB族金屬、第 VIII族金屬、第1B族金屬、第IIB族金屬、第IIIA族金屬、鈉、鈣、鉀、鎂、鋁、 銅和任何其組合。最優選為所述EU中所使用的金屬包含鈉。
02和o3
優選地，通過至少一種選自包含以下過程的清單的過程產生02:空氣的低溫蒸 餾、空氣的薄膜分離、空氣的PSA分離和任何其組合；所有這些方法和方法組合各 自在本文中稱為空氣分離法(ASP)。
優選為製備02，其中形成至少一種選自由以下各物組成的清單的物質由S和
空氣形成S02、由S和02形成S02、由S02和空氣形成S03、由S02和02形成so3、 由S02和H20形成所述H2S03、由SCb和H20形成所述H2S04、由H2SO^n S03
形成發煙硫酸、由發煙硫酸和H20形成所述H2S04和任何其組合，其中使用所述形
成的能量產生蒸汽，且其中使用所述蒸汽進行至少一種選自由以下過程組成的清單
的過程使產生電的汽輪機運行，其中所述電用於將H20電解為&和所述02;使
產生電的汽輪機運行，其中使用所述電給ASP提供動力；運行蒸汽機，其中所述蒸
汽機給ASP提供動力；和任何其組合。
優選為所述ASP如所屬領域所已知。優選為使用至少一部分所述電給電解單元 提供動力以使02轉化為03。
優選為所述H2至少部分用於至少一種以下情形中使產生電的發電機運行的內
燃機、產生電的燃料電池和加熱金屬滷化物鹽與硫氧基酸之間的反應。
H202
可利用H2S04作為催化劑來生產H202。在這一反應中，以兩階段方法形成H202，
其中在第一階段中通過電解由H2S04形成H2S20s和H2。在第二階段中，來自第一
階段的H2S20s與H20反應以形成11202和H2S04。H2氣體可排出、儲藏或用作能源；
H2S04可再循環以用於H2S20f^n H2的其它生產。歸因於H202的爆炸性質在運輸和
儲藏中產生高昂的成本，&02在水處理和其它應用中的使用受到限制；就儲藏和運 輸來說，&02是比H2S04和/或H2S03危險得多的化學品。最優選為利用H2S04由
所述SACP生產H202。優選為生產11202和H2，其中至少一部分用於將H20電解為
11202的電是自至少一種選自包含以下過程的清單的過程的形成能獲得由S和空氣
形成S02、由S和02形成-S02、由S02和空氣形成S03、由S02和02形成S03、由
S02和H20形成所述H2S03、由S03和H20形成所述H2S04、由H2S04和S03形成
發煙硫酸、由發煙硫酸和H20形成所述H2S04和任何其組合。優選為使至少一部分 來自&02電解製造的H2再循環，其中至少一部分用於將H20電解為}1202的電能 是自所述H2的燃燒和/或燃料電池轉化的能量獲得。 滷素二氧化物和金屬亞滷酸鹽的形成
優選為在EU中由相應金屬滷化物的水溶液形成金屬滷酸鹽，其中用於所述金 屬滷酸鹽的電解能(形成能)至少部分由發電機產生，其中所述發電機由蒸汽能運 行，且其中所述蒸汽能是自至少一種選自由以下過程組成的清單的過程的形成能獲 得由S和空氣形成S02、由S和02形成S02、由SCb和空氣形成S03、由S02和 02形成S03、由SCb和H20形成所述H2S03、由S03和H20形成所述H2S04、由 HbS04和S03形成發煙硫酸、由發煙硫酸和H20形成所述H2S04和任何其組合。
實施例為用EU中所形成的所述金屬滷酸鹽形成齒素二氧化物，其中進一步使
所述滷酸鹽反應以由所述金屬滷酸鹽形成所述滷素二氧化物，其中用於所述金屬滷
酸鹽的電解能(形成能)至少部分由發電機產生，其中所述發電機由蒸汽能運行，
且其中所述蒸汽能是自至少一種選自由以下過程組成的清單的過程的形成能獲得
由S和空氣形成S02、由S和02形成S02、由S02和空氣形成S03、由S02和02
形成S03、由S02和H20形成所述H2S03、由S03和H20形成所述H2S04、由H2S04
和S03形成發煙硫酸、由發煙硫酸和H20形成所述H2S04和任何其組合。
實施例為形成包括滷素二氧化物的滷素的可利用氧化物形式，其中所述形成是 用至少一種選自由以下所述相應物質組成的清單的物質進行滷化物酸、次滷酸鹽、
滷化物酸、亞滷酸鹽、滷酸鹽和任何其組合，其中至少一種所述滷化物酸、次滷酸
鹽、滷化物酸、亞滷酸鹽和滷酸鹽在EU中形成，其中用於EU的電解的電至少部
分由發電機產生，其中所述發電機由蒸汽能運行，且其中所述蒸汽能是自至少一種
選自由以下過程組成的清單的過程的形成能獲得由S和空氣形成S02、由S和02形成S02、由S02和空氣形成S03、由S02和02形成S03、由S02和H20形成所述
H2S03、由S03和H20形成所述H2S04、由H2S04和S03形成發煙硫酸、由發煙硫
酸和H20形成所述H2S04和任何其組合。
實施例為使所述金屬滷酸鹽反應以形成相應滷素二氧化物。優選為如所屬領域
所已知，根據形成相應滷素二氧化物的反應18、 19、 20或21中的至少一個使所述金
屬滷酸鹽反應以形成相應滷素二氧化物。最優選為根據反應19使所述金屬滷酸鹽反
應以形成相應滷素二氧化物。
- - -
最優選為進行反應19，其中至少一個所述H2S04通常可為硫氧基酸，其中所述 硫氧基酸和所述S02是自SAR獲得，其中形成所述金屬滷酸鹽的電解的電能是自蒸 汽能獲得，且其中所述蒸汽能是自至少一種選啟由以下過程組成的清單過程的的形
成能獲得由S和空氣形成S02、由S和02形成S02、由S02和空氣形成S03、由
S02和02形成S03、由S02和H20形成所述H2S03、由S03和H20形成所述H2S04、 由H2S04和S03形成發煙硫酸、由發煙硫酸和H20形成所述H2S04和任何其組合。 優選為進行反應21，其中通常可為硫氧基酸的所述H2S04是自SAR獲得；最
優選為所述H202至少部分是由H2S04的電解通過H2S20s和H20獲得，其中形成所
述金屬滷酸鹽的電解的電能是自蒸汽能獲得，且其中所述蒸汽能是自至少一種選自
由以下過程組成的清單過程的的形成能獲得由S和空氣形成所述S02、由S和02
形成所述S02、由S02和空氣形成S03、由S02和02形成S03、由S02和H20形成 H2S03、由S03和H20形成所述H2S04、由H2S04和S03形成發煙硫酸、由發煙硫 酸和H20形成所述H2S04和任何其組合。
優選為使用至少一部分所述蒸汽能來至少部分進行至少一種選自由以下過程
組成的清單的過程將鋁土礦精煉為氧化鋁、加熱所述金屬滷化物溶液與至少一種
金屬的水相反應、自金屬硫氧基鹽蒸發H20、使亞滷酸鹽降解為滷化物、加熱S、 運行使產生電的發電機運行的汽輪機、加熱金屬氫氧化物與滷化物酸的反應以形成 金屬次滷酸鹽和任何其組合。
優選為如所屬領域所已知，然後使所述滷素二氧化物反應以形成金屬亞滷酸 鹽。最優選為然後根據反應25使所述滷素二氧化物反應以形成相應金屬亞滷酸鹽。 最優選為然後根據反應25使所述滷素二氧化物反應以形成相應金屬亞滷酸鹽，其 中所述H202由水的電解形成，其中形成所述11202的電解的電能是自蒸汽能獲得， 且其中所述蒸汽能是自至少一種選自由以下過程組成的清單過程的的形成能獲得
由S和空氣形成所述S02、由S和02形成所述S02、由S02和空氣形成S03、由so2 和02形成S03、由S02禾Q H20形成H2SCb、由S03和H20形成所述H2S04、由H2S04
和S03形成發煙硫酸、由發煙硫酸和H20形成所述H2S04和任何其組合。最優選為 然後根據反應25使所述滷素二氧化物反應以形成相應金屬亞滷酸鹽，其中所述 NaOH可為任何金屬氫氧化物，又最優選為氫氧化鈉，其中所述金屬氫氧化物由至
少一種以下過程形成相應金屬滷化物的電解和金屬硫氧基鹽與轉部分的反應，其
中所述鈣部分優選為氧化鈣或氫氧化鈣，其中所述金屬硫氧基鹽是自HAR(如本文
所介紹)獲得，且其中所述HAR中的形成所述金屬硫氧基鹽的反應包含相應金屬
滷化物與相應硫氧基酸之間的反應。最優選為所述滷素包含氯且所述滷酸鹽包含氯 酸鹽。最優選為所述金屬包含鈉。
一旦運輸到使用的位置，實施例為然後如所屬領域所已知由所述金屬亞滷酸鹽 形成滷素二氧化物。
一旦運輸到使用的位置，優選為然後根據反應26由所述金屬 亞滷酸鹽形成滷素二氧化物。 一旦運輸到使用的位置，最優選為然後根據反應26t 由所述金屬亞滷酸鹽形成滷素二氧化物，其中所述HC1可為任何氫滷酸，又最優選
為鹽酸，其中所述氫滷酸由至少一個以下過程製造通過電解相應金屬滷化物鹽形
成所述氫滷酸，其中形成所述H202的電解的電能是自蒸汽能獲得，且其中所述蒸 汽能是自至少一種選自由以下過程組成的清單的過程的形成能獲得由S和空氣形
成所述S02、由S和02形成所述S02、由S02和空氣形成S03、由S02和02形成 S03、由S02和H20形成H2S03、由SCb和H20形成所述H2S04、由H2SO^n S03 形成發煙硫酸、由發煙硫酸和H20形成所述H2S04和任何其組合；和在HAR中由
相應金屬滷化物鹽與硫氧基酸的反應形成所述滷化物酸。
在形成所述金屬亞滷酸鹽中，本發明的實施例為使氯離子(優選具有約IM到 約5M的濃度)與氯酸根離子(優選具有約0.1M到約7M的濃度)在具有約0.05 N到約5N的酸當量濃度的水性酸性反應介質中反應。當氯化鈉沉澱於系統中時， 可藉助於過濾器將其分離或以溶液或漿液形式將其再循環到EU中。包含滷素二氧 化物、優選二氧化氯的氣態產物混合物可吸收於任何合適水性介質中。然而，對吸 收介質來說有利的是其優選吸收二氧化氯且次優選吸收氯。所述介質的實例為稀鹽 酸。必要時可視情況將諸如過氧化氫的能夠破壞痕量氯的合適試劑加入吸收介質 中。
為將所吸收的二氧化氯從吸收介質轉移到亞氯酸鹽形成反應器中，可使用任何 合適的氣體汽提方法。可用諸如空氣或氮的惰性氣體或氣體混合物進行二氧化氯的 汽提。如果二氧化氯汽提中使用空氣，那麼優選為通過使用(例如)鹼洗氣器使空 氣純化除去痕量的二氧化碳。在實現汽提步驟之前，可視情況將過氧化氫加入系統中。
優選為將二氧化氯產生器中所形成的氣態產物混合物直接轉移到亞氯酸鹽形 成反應器中而無中間步驟二氧化氯的吸收和汽提。如所屬領域所已知，代替吸收/ 汽提，可使用氣體轉移薄膜，由此在不存在任何空氣加入的情況下使二氧化氯轉移。
實施例為如所屬領域所已知，通過加入諸如過氧化氫的補充還原劑調節滷素二
氧化物產生器。
. .
實施例也為通過使用任何含有諸如銀、錳、鈀、鉻、釩或其組合的元素的合適 催化活性劑來提高滷素二氧化物產生器的性能。
雖然所屬領域中己知使用氯離子作為廉價還原劑，但氯離子與氯酸根離子的反 應必然導致形成一些氯，例如
CICV + CI— + 2H+——CI02 + 1/2 Cl2 + H2 0
這可能負面影響最終亞滷酸鹽、優選亞氯酸鹽產物的純度，同時增加過氧化氫
的用量。因此，優選實施例為通過反應26產生所述滷素二氧化物、優選二氧化氯。 可在約2N到約14 N、優選約6N到約12 N的極寬酸當量濃度範圍內進行反 應26。最佳氯酸根離子濃度取決於反應介質中的酸當量濃度且可自約0.1 M到飽和、 優選自約0.5 M到約3.5 M變化。在較高的酸度下操作通常與反應介質中較低的氯 酸根濃度相關。可在亞氯酸鹽形成反應器中直接使用包含二氧化氯和水蒸汽的氣態 產物混合物而無中間步驟二氧化氯溶液的回收，亦即，省去吸收和汽提階段。
歸因於除去常規二氧化氯產生系統的某些諸如冷凝器、吸收塔和汽提塔的部 件，所述操作產生顯著的成本節省。
可使用共同產生的氧氣以及水蒸汽將氣態二氧化氯稀釋到安全濃度水平。通過 調節二氧化氯與水蒸汽的比率以滿足亞氯酸鹽形成反應器的要求，從而改進整個系
統的水平衡。進入亞氯酸鹽形成反應器的氣態混合物中的二氧化氯與水蒸汽的相對 比率影響金屬亞滷酸鹽、優選第IA族或第IIA族金屬亞氯酸鹽在最終產物水溶液中 的濃度。因此，可能仍需要冷凝至少一些水蒸汽。
優選為如所屬領域所已知，整合滷素二氧化物、優選二氧化氯產生器與基於甲 醇的二氧化氯產生系統，其中將基於過氧化氫的產生器中所形成的含有硫酸鹽和/ 或硫酸氫鹽的酸性排出物或漿液級聯到基於甲醇的產生器。這一整合避免基於過氧 化氫產生器之後對過濾步驟的需要。
上述兩種二氧化氯產生器的級聯提供數個常規產生器中很難實現的優點。舉例 來說，有可能將少量、通常以氯酸鹽計約0.5重量％到約1.0重量％的氯化鈉加到基 於過氧化氫的產生器中，其優選在大於5N的酸當量濃度下操作。所述氯化物的加 入對由基於過氧化氫的方法所產生的二氧化氯純度可能具有很小影響或不具有影 響，同時所述加入在生產速率和效率方面可能有利。過氧化氫的存在將有效阻止二 氧化氯產生法中氯的產生。
實施例為在通過與鈣部分、優選CaOH反應以形成相應金屬氫氧化物、優選氫 氧化鈉和硫酸鈣、半水合硫酸鈣和二水合硫酸鈣(石膏)的基於過氧化氫的產生器 後，回收金屬硫酸鹽和/或硫酸氫鹽、優選硫酸鈉和/或硫酸氫鈉。
實施例為在通過使所述金屬硫酸鹽和/或硫酸氫鹽與鈣部分、優選CaOH反應以 形成相應金屬氫氧化物、最優選至少一種鈉和硫酸轉、半水合硫酸鈣和二水合硫酸 鈣(石膏)而使滷素二氧化物轉化為金屬滷酸鹽後，回收金屬硫酸鹽和/或硫酸氫鹽、 最優選硫酸鈉和/或硫酸氫鈉。優選為所述金屬硫酸鹽和/或硫酸氫鹽中的金屬包含 第IA族或第IIA族金屬。
向基於過氧化物的方法中輸入的任何可能的氯化物最終可與基於甲醇的二氧 化氯產生器中所產生的二氧化氯一起排出系統。然而，對產物純度的影響將不顯著， 尤其是當後種方法的生產能力遠高於基於過氧化物的方法的生產能力時。
兩個滷素二氧化物、優選二氧化氯產生器的組合允許將所有或部分含有源於基 於過氧化物的方法的冷凝物的滷素二氧化物向前傳送到與基於甲醇的方法相關的 二氧化氯吸收系統中。因為避免需要自冷凝物去除二氧化氯，所以這一實施例尤其 有利。
必要時可將任何合適的催化劑加到基於過氧化物的二氧化氯產生法中。應理 解，二氧化氯產生所需的氯酸根離子不僅可由第IA族或第IIA族金屬氯酸鹽、優選 氯酸鈉供給，而且可由氯酸或其與所述第IA族或第IIA族金屬氯酸鹽的混合物供給。 雖然本發明的方法中所使用的最優選酸為硫酸，但仍可使用任何其它強無機酸，諸 如高氯酸、氯酸、硝酸、磷酸、鹽酸或其混合物。
雖然滷素二氧化物形成步驟中可使用任何合適的反應器設計，但最優選為填充 塔反應器，其中如所使用的方法所需要，滷素二氧化物在與金屬滷酸鹽以及其它所 需反應物的水相反應之後從塔的頂部離開。實施例為在攪拌容器中形成滷素二氧化 物，同時捕獲上述滷素二氧化物氣體；然而，無填充塔的方案可能導致反應物和/ 或滷離子與滷素二氧化物一起損失。
雖然在亞氯酸鹽形成步驟中可使用任何合適的反應器設計，但最優選為填充塔
反應器，其中使亞氯酸鹽溶液再循環且其從頂部進入反應器中。在溶液進入反應器
之前的某一點，將過氧化氫加入再循環迴路中。將氫氧化鈉和可選的稀釋用水加入
再循環迴路的底部。用至少一種諸如空氣、水蒸汽和氮的惰性氣體稀釋的二氧化氯
的加入點位於反應器的底部。使氣體逆流穿過亞氯酸鹽溶液。
通常將反應介質的pH值維持在約11.8到約13.0、優選約12.0到約12.6的範圍
內。使用電位計(ORP)測量來維持過氧化氫的過量。通常將pH依賴性的ORP值 維持在相對於Ag/AgCl約-30 mV到約-200 mV、優選相對於Ag/AgCl約-40 mV到 約-90 mV的範圍內。
滷化物酸-金屬氫氧化物-金屬硫氧基鹽的形成
在本發明中，可由金屬滷化物鹽通過電解在上述EU中生產滷化物酸和其相關 金屬氫氧化物或金屬氧化物。雖然優選為氯化鈉，但可使用任何金屬滷化物鹽來形 成相關滷化物酸和相關金屬氫氧化物，優選呈溶液形式。然而，根據HAR中的SAP
通過使金屬滷化物鹽與硫氧基酸、優選H2S04反應來更經濟地形成滷化物酸。這一
反應產生滷化物酸以及相應金屬鹽，其中所述鹽的陰離子為硫氧基分子、優選至少 一個選自由以下分子組成的清單的分子亞硫酸根、亞硫酸氫根、硫酸根、硫酸氫 根和任何其組合。
優選實施例在EU中利用將近無水或含水的氯化鈉作為金屬滷化物鹽，其中相 關酸產物為HC1且相關苛性鹼產物為氫氧化鈉(NaOH)。更經濟且最優選的方法實 施例在所述HAR中利用將近無水的氯化鈉作為金屬滷化物鹽，其中相關酸產物為 HC1、優選HC1 (g)，且相關副產物鹽為鈉與至少一種選自由以下部分組成的清單 的部分的組合硫酸根、硫酸氫根、亞硫酸根、亞硫酸氫根和任何其組合。
優選方法實施例在EU中利用將近無水或含水的氯化鈣作為金屬滷化物鹽，其 中相關酸產物為HCl且相關苛性鹼產物為氫氧化f丐。更經濟且最優選的方法實施例 在所述HAR中利用將近無水的氯化鈣作為金屬滷化物鹽，其中相關酸產物為HC1 且相關副產物鹽為鈣與至少一種選自由以下部分組成的清單的部分的組合硫酸 根、硫酸氫根、亞硫酸根、亞硫酸氫根和任何其組合。
優選方法實施例在EU中利用將近無水或含水的氯化鉀作為金屬卣化物，其中 相關酸產物為HC1且相關苛性鹼產物為氫氧化鉀。更經濟且最優選的方法實施例在 所述HAR中利用將近無水的氯化鉀作為金屬滷化物鹽，其中相關酸產物為HC1且
相關副產物鹽為鉀與至少一種選自由以下部分組成的清單的部分的組合硫酸根、 硫酸氫根、亞硫酸根、亞硫酸氫根和任何其組合。
優選方法實施例在EU中利用將近無水或含水的氯化鎂作為金屬滷化物，其中
相關酸產物為HC1且相關苛性鹼產物為氫氧化鎂。更經濟且最優選的方法實施例在
所述HAR中利用將近無水的氯化鎂作為金屬滷化物鹽，其中相關酸產物為HC1且
相關副產物鹽為鎂與至少一種選自由以下部分組成的清單的部分的組合硫酸根、
硫酸氫根、亞硫酸根、亞硫酸氫根和任何其組合。
-
由本文可容易地了解，在EU中或在HAR中金屬滷化物鹽可容易地為任何金屬 與任何滷離子的組合。優選為金屬包含至少一種選自包含以下金屬的清單的金屬 第IA族金屬、第IIA族金屬、第IIIB族金屬、第VIII族金屬、第1B族金屬、第 IIB金屬、第IIA族金屬和任何其組合。最優選為金屬包含至少一種選自由以下金屬
組成的清單的金屬鈉、鈣、鉀、鎂、鋁、銅和任何其組合。
漂白劑、金屬氫氧化物和石膏的形成 -
在本發明中，優選為利用至少一部分自由汽輪機運行的發電機獲得的所產生的
電，其中所述汽輪機由蒸汽能運行，且其中所述蒸汽能是自至少一種選自由以下過
程組成的清單的過程的形成能獲得由S和空氣形成SCh、由S和02形成S02、由
S02和空氣形成S03、由S02和02形成S03、由SCh和H20形成所述H2S03、由 S03和H20形成所述H2S04、由H2SOjn S03形成發煙硫酸、由發煙硫酸和H20形 成所述H2S04和任何其組合，以在電解單元中形成至少一種選自由以下各物組成的 清單的物質由無水或含水金屬滷化物鹽形成金屬滷酸鹽、由無水或含水金屬滷化
物鹽形成金屬次滷酸鹽、由無水或含水金屬滷化物鹽形成金屬亞滷酸鹽、由水形成
氧、由水形成氫、由H2S04電解為H2S20s接著使所述H2S208與H20反應來形成過
氧化氫、由無水或含水金屬滷化物鹽形成金屬氫氧化物、由無水或含水金屬滷化物 鹽形成氫滷酸和任何其組合。
優選為通過使第IA族或第IIA族金屬氫氧化物與滷化物酸反應來製造第IA族 或第IIA族金屬次滷酸鹽，其中所述滷化物酸是在HAR中由金屬滷化物鹽與硫氧基 酸的反應製造，從而形成相應第IA族或第IIA族金屬硫氧基鹽以及相應滷化物酸， 且其中然後使所述第IA族或第IIA族金屬硫氧基鹽與第IA族或第IIA族金屬氫氧 化物反應以形成呈含水或水合形式的所述第IA族或第IIA族金屬氫氧化物以及相應 第IIA族硫氧基鹽。最優選為通過使第IA族或第IIA族金屬氫氧化物與滷化物酸反 應來形成所述第IA族或第IIA族金屬次滷酸鹽的單元漂白反應器包含至少一種選自 由以下反庫組成的清單的反應連續攪拌釜式反應、間歇攪拌釜式反應、塞流式反 應和任何其組合。
優選為通過使第IA族或第IIA族金屬氫氧化物與氫滷酸反應來製造第IA族或
第IIA族金屬次滷酸鹽，其中所述氫滷酸是在電解單元中製造，其中所述電解單元
中用於電解的電能由至少一種選自由以下過程組成的清單的過程的形成能產生由
S和空氣形成S02、由S和02形成S02、由S02和空氣形成S03、由S02和02形成
S03、由SOr禾n H20形成所述H2S03、由SCb和H20形成所述H2S04、由H2S04和SCb形成發煙硫酸、由發煙硫酸和H20形成所述H2S04和任何其組合，其中第IA 族或第IIA族金屬硫氧基鹽是在HAR中由第IA族或第IIA族金屬滷化物鹽與硫氧 基酸的反應形成，且其中然後使所述第IA族或第IIA族金屬硫氧基鹽在水相中與第 II族金屬氫氧化物反應以形成所述第IA族或第IIA族金屬氫氧化物以及相應第IIA 族金屬硫氧基鹽。
優選為製備(製造)水溶液形式的第IA族或第IIA族金屬氫氧化物，其中使第 IA族或第IIA族金屬硫氧基鹽與第IIA族金屬氫氧化物反應，從而產生包含第IA 族或第IIA族金屬氫氧化物、水和第IIA族金屬硫氧基鹽的混合物，其中所述第IIA 族金屬硫氧基鹽包含至少一種選自由以下各物組成的物質硫酸鹽、半水合硫酸鹽、 二水合硫酸鹽、亞硫酸鹽、亞硫酸氫鹽、二水合亞硫酸鹽和任何其組合，且其中使 所述混合物分離，從而形成包含所述第IA族或第IIA族金屬氫氧化物的水溶液和包 含所述第IIA族金屬硫氧基鹽、所述第IA族或第IIA族金屬氫氧化物和水的潮溼固 相。
優選為進行上述水溶液形式的第IA族或第IIA族金屬氫氧化物與所述第IIA族
硫氧基鹽的分離以使所述第IA族或第IIA族金屬氫氧化物水溶液與所述氫滷酸反應
以形成所述第IA族或第1IA族金屬次滷酸鹽水溶液。已發現歸因於第IA族或第IIA
族金屬氫氧化物水溶液與硫氧基鈣鹽(或任何第IIA族金屬硫氧基鹽)之間的比重
差以及硫氧基鈣鹽(或任何第IIA族金屬硫氧基鹽)的固有不可溶性和第IA族或第
IIA族金屬氫氧化物(鈉再次為最優選金屬)的固有溶解性，優選為通過重力沉降
進行所述分離。優選為通過位於分離容器上和/或分離容器內的振動型裝置促進所述
重力沉降，從而促進呈至少一種選自由硫氧基、硫氧基水合物、硫氧基二水合物和
任何其組合組成的清單的形式的所述第IIA族部分的所述分離。最優選為來自所述
分離的固相(含水，例如潮溼固體)包含至少一種選自由以下各物組成的清單的物
質硫酸鈣、半水合硫酸鈣、二水合硫酸鈣、亞硫酸鈣、亞硫酸氫鈣、二水合亞硫
酸鈣和任何其組合。優選為來自所述分離的所述固相為約25%到85%固體。最優選
為來自所述分離的所述固相為約60%到卯％固體。最優選為所述分離容器靠近所述
分離容器的底部包含至少一部分圓錐形，其中所述圓錐形的尖部朝下，如此所述所
分離的固相穿過所述圓錐形的所述尖部中的開口。雖然所述圓錐形可為圓形結構，
從而不具有拐角，但實施例為所述圓錐形具有包含至少3個拐角的結構。優選為所
述圓錐形具有3與10個之間的拐角或位置，其中所述圓錐形一側與所述圓錐形的
另一部分對接。雖然所述振動型裝置可促進所述第IA族或第IIA族金屬氫氧化物水 溶液與所述固相的液體/固體分離，但優選為所述振動型裝置具有限制所述分離容器 的錐體部分底部的固相橋接或使其最小化的能力。
最優選為分離第IA族或第IIA族金屬氫氧化物的水溶液與所述第IIA族硫氧基 鹽，如此獲得包含所述第IA族或第IIA族金屬和所述氫氧化物的水溶液且獲得包含 所述固體、所述金屬、所述氫氧化物和水的潮溼固相。
最優選為如本文先前所述，操作所述分離容器若干次，其中向後續分離容器中 加入來自先前分離容器的潮溼固相，且其中在所述後續分離容器內或之前，將水加 入來自所述先前分離容器的所分離潮溼固體中，如此所述第IA族或第IIA族金屬氫 氧化物在水溶液中的濃度降低。優選為通過將水加入至少一個選自由以下情形組成 的清單的情形中來控制第一個分離容器內的水濃度將水加入石灰消化器中、將水 加入氫氧化鈣中、將水加入所述第一個分離容器中、將水加入除鈣以外的第IIA族 金屬中和任何其組合。
優選為進行來自分離的潮溼固相的水稀釋從而產生包含所述第IA族或第IIA族
金屬、水、氫氧化物和固體的混合物，其中所述固體包含第IIA族金屬和至少一種
選自由以下各物組成的清單的物質硫酸鹽、半水合硫酸鹽、二水合硫酸鹽、亞硫
酸鹽、亞硫酸氫鹽、二水合亞硫酸鹽和任何其組合，其中所述第IA族或第IIA族金
屬氫氧化物在所述混合物中的濃度小於先前濃度，且其中使所述水溶液與所述固體
分離，如此獲得包含第IA族或第IIA族金屬氫氧化物的水溶液，且獲得包含所述固
體、所述第IA族或第IIA族金屬氫氧化物和水的潮溼固相。
最優選為將來自分離容器的固相轉移到後續分離容器中。實施例為所述轉移包 含至少一種選自由以下裝置組成的清單的裝置螺杆、螺旋鑽、傳送帶、氣動系統
和任何其組合或其它如固體轉移所屬領域所已知的傳送裝置。
最優選為將來自最後分離容器的固相(即最終分離的潮溼固體)轉移到乾燥器 中以從所述固體去除任何剩餘水。優選為在到達所述千燥器的所述轉移之前，用酸 調節所述最終分離固體的pH值。優選為用於所述最終分離固體的所述pH值調節的 所述酸包含硫氧基型酸。最優選為所述硫氧基型酸包含硫酸。
優選為在稱為石灰消化器單元的裝置中通過使所述第IIA族金屬或所述第IIA
族金屬氧化物與水反應來形成所述第1IA族金屬氫氧化物。優選為所述第IA族或第
IIA族金屬包含第IA族金屬。最優選為所述第IA族金屬包含鈉且所述滷素包含氯。
最優選為所述第IIA族金屬包含鈣，如此所述第IIA族氧化物包含氧化鈣，所述第
IIA族金屬氫氧化物包含氫氧化鈣且所述第IIA族金屬硫氧基鹽包含硫氧基鈣鹽。
最優選為所述硫氧基部分包含硫酸根。
由本發明可知，所述最後分離容器中的水相應為約小於10%的第IA族金屬氫 氧化物，最終分離固體應為約90%到98%的至少一種選自由以下各物組成的清單的
物質硫氧基鈣鹽、硫氧基鈣鹽水合物、硫氧基鈣鹽脫水物和任何其組合，本文中
稱為石膏產物。(又，可用第IIA族金屬替換鈣。)
因為氫氧化鈣在水中的溶解性為約小於2,000 mg/L，所以視溫度而定可能存在 如下情形其中優選為從第IA族金屬氫氧化物或第IA族金屬次滷酸鹽去除可溶性 鈣或任何第IIA族金屬。優選實施例為通過向所述第IA族金屬氫氧化物或第IA族 金屬次滷酸鹽的水溶液中加入碳酸鹽形式或與水接觸後形成碳酸鹽的二氧化碳形 式來純化具有鈣或任何第IIA族金屬的第IA族金屬氫氧化物或第IA族金屬次滷酸 鹽。由本發明可見，所述碳酸鹽然後將在所述第IA族金屬氫氧化物溶液或所述第 IA族金屬次滷酸鹽溶液中形成碳酸鈣或第IIA族碳酸鹽。僅以約20 mg/L或更小可 溶的碳酸鈣或第IIA族金屬碳酸鹽然後將形成沉澱，從而留下約小於20 mg/L的溶 於所述第IA族金屬氫氧化物中的鈣。優選地，然後通過至少一種選自由以下方式 組成的清單的方式分離所述碳酸鈣與所述第IA族金屬氫氧化物溶液或第IA族金屬 次滷酸鹽另一如本文所述的分離容器、過濾、重力沉降、澄清和任何其組合。優 選為單獨或與所述石膏產物一起乾燥所述碳酸鈣。
多核鋁化合物(PAC)、 PMC和MP
多核鋁化合物(PAC)和含鋁或不含鋁的多核金屬化合物(PMC)皆稱為金屬 聚合物(MP)。如本文所使用的MP是指多核金屬組合物，諸如氫氯酸鋁、羥基氯 化鋁、羥基齒化鋁、聚羥基硫酸鋁和聚羥基氯硫酸鋁、聚羥基齒硫酸鋁、聚羥基硫 酸鋁氯化鈣、聚羥基硫酸鋁滷化鈣、聚羥基氯硫酸鋁氯化鈣、聚羥基氯硫酸鋁滷化 鈣、聚羥基磷酸鋁氯化物、聚羥基磷酸鋁卣化物、聚羥基鋁"金屬"氯化物和/或硫酸 鹽和/或磷酸鹽、聚羥基鋁"多金屬"氯化物和/或硫酸鹽和/或磷酸鹽、聚羥基鋁"金屬" 滷化物和/或硫酸鹽和/或磷酸鹽、聚羥基鋁"多金屬"滷化物和/或硫酸鹽和/或磷酸鹽 和類似物，其中"金屬"為任何以+2或十3價態存在的金屬。
己展示有可能藉助於本發明獲得上述MP，由此原料可簡單地為金屬滷化物 鹽，以及所述MP中的呈至少一種選自由鹼金屬、氫氧化物形式、氧化物形式和任
何其組合組成的形式的金屬，以及包含硫氧基酸、優選H2S04和/或H2S03。此外，
與精鍊金屬氧化物和/或氫氧化物相比，有可能為再循環金屬。如果除鋁之外的金屬
以其各自的酸、氧化物或氫氧化物形式製備為或能夠變為+2-或+3價態，那麼可使
用所述金屬。又，作為再循環措施，可使用來自精煉廠和/或化工廠的含有滷化鋁或 其它金屬滷化物的廢棄催化劑流或廢棄鹽水流來製造MP。
優選實施例為製備包含至少一種+2或+3價態的金屬的多核鋁化合物，其中通
過金屬滷化物溶液與至少一種金屬的水相反應形成所述多核金屬化合物，其中所述
金屬滷化物溶液包含至少一種+2或+3價態的金屬，其中所述至少一種金屬為0、 +2 或+3價態，且如果處於0價態，那麼能夠變為+2或+3價態，其中通過所述金屬卣 化物溶液中的所述金屬與滷化物酸之間的水相反應形成所述金屬滷化物溶液，且其 中通過包含所述滷化物酸的相應滷離子的金屬滷化物鹽與硫氧基酸的反應形成所 述滷化物酸。
優選為所述金屬滷化物溶液中的金屬或所述至少一種金屬包含至少一種選自 由以下金屬組成的群組的金屬銨、第IA族金屬、第IIA族金屬、第IIIB族金屬、 第VIII族金屬、第1B族金屬、第IIB族金屬、第IIIA族金屬、鈉、鈣、鉀、鎂、 鋁、銅和任何其組合。優選為所述金屬滷化物溶液中的所述金屬包含第IA族或第 IIA金屬；最優選為所述金屬滷化物鹽中的所述金屬包含鈉。最優選為所述硫氧基 酸包含H2S04。優選為由硫酸接觸法形成硫氧基酸。優選為在HAR中進行金屬卣化 物鹽與硫氧基酸的反應以產生包含至少一個選自由以下各部分組成的清單的部分 的金屬硫氧基鹽硫酸根、硫酸氫根、亞硫酸根、亞硫酸氫根和任何其組合。
優選為至少一種以下情況金屬滷化物溶液中的金屬為鋁且所述至少一種金屬
為鋁，所述金屬滷化物溶液中的金屬為鋁且所述至少一種金屬為至少一種除鋁之外 的金屬，所述金屬滷化物溶液中的金屬為除鋁之外的金屬且所述至少一種金屬為 鋁，且所述金屬滷化物溶液中的金屬和所述至少一種金屬為除鋁之外的金屬。 優選為多核金屬化合物中的滷離子包含氯和溴中的至少一個。優選為所述多核
金屬化合物包含至少一種選自由以下各物組成的清單的物質硫酸鹽、磷酸鹽、碳 酸鹽、矽酸鹽、硝酸鹽和任何其組合。
MP形成是在金屬聚合反應器(MPR)中進行。如所屬領域所已知，所述MPR
可包含至少一種選自由以下反應器組成的清單的反應器連續攪拌釜式反應器
(CSTR)、間歇攪拌釜式反應器、管式反應器(或者稱為塞流式反應器，PFR)和
任何其組合。(如果為CSTR，那麼可能需要相當長的滯留時間。)最優選為所述MPR
具有高剪切混合，因為本發明已發現MP的水相形成期間高剪切條件使廢棄產物凝
膠的形成最少且使最終產物MP的形成最多。優選為反應器混合能產生約大於30
sec—^勺剪切情形。最優選為反應器混合能產生約大於45 sec—i的剪切情形。本發明
中高剪切是定義為約大於30sec"的混合能。然而，如混合和攪拌所屬領域所已知， 高剪切混合方案可通過包括離心泵、均質器、反應器攪拌器或任何物理系統在內的 許多構件獲得，所述構件使含水反應物在高動能接觸情況下混合，從而產生約大於 約1,000且優選大於約2,000的高雷諾數(Reynolds Number)情形。優選實施例為 在攪拌釜式反應器中間歇製造所述MP。最優選為在塞流式或管式反應器中製造所 述MP。另外，本發明已發現高剪切混合能使MP的保存期延長多達100%到500%。 得出以下理論這一增加是歸因於隨時間凝膠原子標度的最小化和從而開始形成凝 膠的可利用部位的最小化而獲得。
製備金屬含量(優選包含鋁)為約3-12。/。的最終MP產物。通過乾燥可獲得固 體MP，其中可獲得含有約12-24%鋁的產物，由此可使用噴霧乾燥或滾筒乾燥作為 乾燥法。可獲得含有鋁和另外一種或一種以上金屬的產物，其中如果呈溶液形式， 那麼鋁/其它金屬的組合濃度小於或等於約12%，或如果為乾燥形式，那麼約等於或 小於24%。可獲得含有至少一種除鋁之外的金屬的產物，其中如果呈溶液形式，那 麼金屬濃度小於或等於約12%，或如果為乾燥形式，那麼約等於或小於24%。
在MPR中不需要使用過量的鋁或金屬，如同在高剪切混合下一樣，反應已證 明幾乎完成鋁的併入。如所屬領域所已知，可通過加入CaO、 CaC03或Ca(OH)2容 易地增加較高的摩爾濃度關係，由此可在不使反應時間增加到任何可觀程度的情況 下獲得為1.8-1.9的摩爾濃度關係。在人們將希望摩爾濃度關係OH:Al或OH:金屬 進一步增加高達2.5的情況下，以化學計量的量加入金屬型鋁或金屬型金屬。
優選為在高剪切混合的情形下通過將硫氧基酸併入MPR中來製造含有硫氧基 部分的MP。
優選實施例為不存在至少一種選自由以下各物組成的清單的物質的車載運輸 滷化物酸、金屬滷化物溶液、硫氧基酸和任何其組合。
優選為如本文所述製造所述MP以及從至少一種選自由以下過程組成的清單的 過程獲得蒸汽由S和空氣形成S02、由S和02形成S02、由S02和空氣形成S03、
由S02和02形成S03、由S02和H20形成所述H2S03、由S03和H20形成所述H2S04、
由H2S04和S03形成發煙硫酸、由發煙硫酸和H20形成所述H2S04和任何其組合。
另一實施例為如本發明先前所述由所述蒸汽的能量產生電。
MAS (ACS的形成)
實施例為使至少一種除鋁之外的金屬反應到MP中；優選地，在加入MPR中
之前使所述金屬酸化。當在MP中使任何除鋁之外的金屬反應時，所述金屬需要 在所述MAS中形成+2或+3價態、在加入MPR中之前以+2或+3價態的個別氧化物 或氫氧化物形式進行製備或能夠在MPR中變為+2或+3價態。雖然可使大於一種除 鋁之外的金屬進入MP中且可用至少一種除鋁之外的金屬製造MP，其中不使用鋁， 但在本發明中歸因於鋁土礦、礬土和鋁的可用性和成本，優選為使鋁的用量最大化 且使其它金屬的用量最小化。就特定應用來說，可能優選為選擇用於特定應用的金 屬；實例應包括用於止汗藥的鋯、用於水系統中藻類控制的銅、腐蝕控制應用中作 為犧牲金屬的錫和傳導應用中的金、銅或銀。因此，MAS在本文中是定義為滷化物 酸溶液中的至少一種金屬，其中所述金屬處於與至少一個呈陰離子形式的滷素匹配 的+2或+3價態。
由滷化物酸與金屬、金屬鹽、金屬氧化物或金屬氫氧化物的水相反應形成MAS， 其中優選為與金屬、金屬氧化物和金屬氫氧化物的所述反應。由滷化物酸與至少一 種選自由以下各物組成的清單的物質的反應形成滷化鋁溶液(AHS):鋁土礦、鋁鹽、 鋁、氧化鋁和氫氧化鋁。MAS或AHS的形成可在任何諸如CSTR或PFR的具有攪 拌的容器中進行。優選地，將排氣洗滌器放置在所述反應器上或所述反應器的下遊 以控制氯化氫氣體(HC1 (g))或其它滷素氣體(如果使用除HC1以外的氫滷酸) 的排放。可利用一部分來自AHS或MAS製造的焓分解亞滷酸根離子和/或向所述 MPR提供熱量。可容易地製備含有高達5%鋁的AHS和/或MAS。通過使適當滷化 物酸與所選擇的金屬、金屬鹽、金屬氧化物或金屬氫氧化物反應來容易地製備AHS 和MAS。
鞏土
鋁土礦純化為礬土產生用於製備滷化鋁溶液(AHS)的礬土，其中可通過使礬 土與HC1反應形成ACS。如果原鋁土礦含有任何其它重金屬雜質且所得MP將用於 飲用水淨化或重金屬純度為問題的另一應用中，那麼在MPR中，MP的生產也可能 需要經純化的鋁土礦，即礬土。
優選為向一部分金屬氫氧化物溶液提供蒸汽以進行"拜爾"精煉法("Bayer"
Refining Process, BRP)，優選地，其鄰接EU進行，從而利用電解焓使BRP中所需
的蒸汽最小化。雖然最優選使用BRP純化鋁土礦，但替代優選方法將為利用再循環
鋁金屬，其中金屬在BRP中單獨純化或與鋁土礦一起純化。如果使用再循環鋁，那
麼可使用一部分滷化物酸生產來幫助再循環鋁純化或使鋁轉化為相關滷化鋁酸、優
選為ACS。需要時，可優選地利用氫氧化物溶液的支流幫助控制反應器的pH值或
最終MP鹼度。優選地，將金屬氫氧化物溶液的部分送到滷化物酸氣體淨化系統以
中和排出液的pH值和/或送到副產物金屬流中以平衡最終副產物金屬硫酸鹽、亞硫 酸鹽或亞硫酸氫鹽的pH值。
將鋁與至少一種選自包含以下各物的清單的物質一起提供給MP或AHS:鋁土 礦、礬土、氫氧化鋁、鋁金屬和任何其組合。可將鋁金屬精煉或再循環。應使用鋁 土礦且提供來自EU的NaOH或MOH以精煉鋁土礦，來自鋁土礦精煉的廢棄礦物 具有許多市場用途，諸如土壤加固。最優選為在AHS和MP製備中使用碸土、鋁或 經純化的再循環鋁，因為鋁土礦、鋁、氧化鋁和氫氧化鋁酸化為AHS也可使再循環 鋁或鋁土礦中可能存在的任何其它金屬雜質酸化，從而使所述金屬雜質在AHS和/ 或最終MP中反應。在重金屬汙染不是問題和/或鋁土礦足夠純無其它土中汙染物的 情況下，可利用原鋁土礦形成AHS和MP。任何不進入MP絡合物中的金屬氧化物 都可用於土壤加固。
能量
本發明比先前方法更有效地運用危險物品、熱能、化學能、電能以及對設備和 原料的投資，其主要集中在多核鋁化合物和/或消毒劑的形成上。相比之下，本發明 集中在併入先前未教示的運用材料和能量的方法的MP生產和消毒劑生產的方法 上。歸因於這一運用，MP和ACS或任何滷化鋁溶液(AHS )或金屬滷化物溶液(MAS ) 的製造成本比先前的製造成本低得多。歸因於這一運用，消毒劑和/或氧化劑的製造 成本比先前的製造成本低得多。
優選地，也將用於形成AHS禾卩/或MAS的金屬酸反應器(MAR)靠近或鄰接 EU和/或HAR放置，且優選鄰接MPR放置，如此在MPR中可利用形成MAS或 AHS的反應焓。優選為MPR和MAR為同一設備，例如同一容器，如此在同一容 器中，a)由所述滷化物酸在水中的反應形成所述滷化物酸的水溶液，b)由所述金 屬在所述滷化物酸中的反應形成所述金屬滷化物溶液，和c)由所述至少一種金屬 在所述金屬離化物溶液中的反應形成所述多核鋁化合物。
優選地，MPR鄰接或靠近EU和/或BRP，如此在MP的形成中可利用磯土生成
焓。優選為將排氣洗滌器放置在反應器上以控制滷化物酸氣體的排放。可裝備MPR
以在高溫、高壓或兩者下操作以形成MP。優選為在約100-150°C (212-302°F)下
操作MPR;然而，取決於最終產物組合物，MPR可在約30-200°C (86-381T)之
間操作。雖然較高溫度使得MP形成的反應速率常數增加，但MPR操作溫度的增
加需要操作壓力相應增加以維持水溶液形式的反應物(H20、 Al、 OH、 Cl等)。反
應器壓力可為1到7個絕對大氣壓，其中優選為1到4個大氣壓。-
相關的熱能、焓或溫度可自以下過程獲得SAR或SCAP、硫氧基鹽的形成、 氫氧化鈣的形成、電解單元、硫氧基鈣鹽的形成、pH值的調節、滷素二氧化物的形 成、金屬滷酸鹽的形成、金屬滷化物酸的形成和滷化物酸的形成。如果使用鋁土礦 且鋁土礦需要純化，那麼鋁土礦純化為礬土將需要能量。在MPR中MP的形成將 需要能量。如果使用再循環鋁，則其純化將需要能量。取決於生產速率和所使用的 原料的類型，能量可容易地從一個反應容器轉移到另一個(通過水和/或蒸汽、容器 水套和容器蒸汽套或產物本身的形式的熱轉移)，如此最大效率地使用化學反應的
焓且最大效率地使用熱水和/或蒸汽能。舉例來說，在所需的AHS或MAS的數量比 可用於向亞滷酸鹽分解提供熱量或加熱MP生產的MPR或加熱鋁土礦純化的拜爾 法的數量多的情況下。舉例來說，廢棄蒸汽或低壓蒸汽可用於將硫加熱到熔融狀態 以便在SACP中處理和用於SACP。
優選為使用來自至少一種選自由以下過程組成的清單的過程的能量來加熱水 和/或蒸汽SAR、硫酸氫鹽或亞硫酸氫鹽的形成、氫氧化f丐的形成、電解單元、硫 氧基鈣鹽的形成、pH值的調節、滷素二氧化物的形成、金屬滷酸鹽的形成、金屬 AHS或MAS的形成、滷化物酸的形成和任何其組合。優選為經加熱的水和/或蒸汽 至少部分用於加熱至少一種選自由以下過程組成的清單的過程金屬滷化物溶液與 金屬的水相反應以形成多核金屬化合物、金屬氫氧化物與滷化物酸的反應以形成金 屬次滷酸鹽、加熱和/或乾燥硫氧基鈣鹽、加熱和/或乾燥第IA族或第IIA族硫氧基 鹽和任何其組合。
最優選為在無需車載運輸包括至少一種選自包含金屬酸溶液、滷化物酸溶液、 硫酸溶液和苛性鹼的清單的物質在內的危險物品的情況下，製造MP、 AHS、次滷 酸鹽、亞滷酸鹽、滷酸鹽和滷素氧化物中的至少一個。
建築材料
優選為在壁板、石膏纖維板製造中使用所述金屬硫氧基鹽和/或所述石膏產品。 最優選為所述金屬硫氧基鹽和/或石膏產品包含或摻合有至少一種選自由以下各物
組成的清單的物質以形成壁板產品硫酸鈉、石灰、熟石灰、硫酸鈣、硫酸鎂、硫 酸鋁、硫酸矽、碳酸鈉、碳酸鈣、碳酸鎂、碳酸鋁、碳酸矽、矽石、矽酸鹽、沙、 蠟、玻璃、玻璃纖維、紙、粘合劑、水泥和任何其組合。優選為在建築材料的製造 中使用所述硫氧基鹽、石膏產品或牆板產品。最優選為所述建築材料包含壁板或薄 石板型產品。
實施例為在土壤加固中使用所述石膏產品。 - -
製造工藝流程路徑
本發明的優選實施例為在製造設施、製造工藝系統和流程路徑內形成。 優選實施例為形成至少一種工藝流程路徑，其中通過熱轉移設備自至少一種選 自包含以下過程的清單的過程的至少一部分形成能的熱轉移獲得水和蒸汽中的至
少一個由S和空氣形成S02、由S和02形成S02、由S02和空氣形成so3、由so2 和02形成S03、由S02和H20形成所述H2S03、由S03和H20形成所述H2S04、 由H2S04和S03形成發煙硫酸、由發煙硫酸和H20形成所述H2S04和任何其組合。 優選實施例為形成至少一種工藝流程路徑，其中通過由硫氧基酸與金屬卣化物 鹽反應形成滷化物酸和金屬硫氧基鹽的至少一部分能量的熱轉移獲得蒸汽和/或熱 水能量。
優選實施例為形成至少一種工藝流程路徑，其中通過由水與轉和氧化f丐中的至 少一個反應形成氫氧化鈣的至少一部分能量的熱轉移獲得蒸汽和/或熱水能量。
優選實施例為形成至少一種工藝流程路徑，其中通過由氫氧化鈣與金屬硫氧基 鹽反應形成硫氧基鈣鹽的至少一部分能量的熱轉移獲得蒸汽和/或熱水能量。最優選 為所述金屬包含鈉。
優選實施例為形成至少一種工藝流程路徑，其中通過由金屬氫氧化物與硫氧基 酸反應形成金屬硫氧基鹽的至少一部分能量的熱轉移獲得蒸汽和/或熱水能量。最優 選為所述金屬包含鈉。
優選實施例為形成至少一種工藝流程路徑，其中通過由至少一種金屬與滷化物 酸反應形成金屬滷化物溶液的至少一部分能量的熱轉移獲得蒸汽和/或熱水能量。最 優選為所述金屬包含鈉。最優選為所述滷化物包含氯。
優選實施例為形成至少一種工藝流程路徑，其中通過由金屬卣酸鹽與硫氧基酸 和二氧化硫反應形成滷素二氧化物的至少一部分能量的熱轉移獲得蒸汽和/或熱水 能量。最優選為所述金屬包含鈉。最優選為所述滷化物包含氯。
優選實施例為形成至少一種工藝流程路徑，其中通過由金屬滷酸鹽與硫氧基酸 和過氧化氫反應形成滷素二氧化物的至少一部分能量的熱轉移獲得蒸汽和/或熱水 能量。最優選為所述金屬包含鈉。最優選為所述滷化物包含氯。
優選實施例為形成至少一種工藝流程路徑，其中通過由卣素二氧化物與過氧化
氫和金屬氫氧化物反應形成金屬滷酸鹽的至少一部分能量的熱轉移獲得蒸汽和/或
熱水能量。最優選為所述金屬包含鈉。最優選為所述滷化物包含氯。
優選實施例為至少一個MPR、至少一個使滷化物酸與金屬反應的單元和至少一
個HAR形成工藝流程路徑，其中所述至少一個使滷化物酸與金屬反應的單元位於 所述至少一個MPR的上遊，其中所述至少一個HAR位於所述至少一個使卣化物酸 與金屬反應的單元的上遊，其中在所述至少一個MPR中通過使至少一種金屬與在 所述至少一個使滷化物酸與金屬反應的單元中形成的金屬滷化物溶液反應形成多 核金屬化合物，且其中在所述至少一個HAR中通過使金屬滷化物鹽與硫氧基酸反 應形成所述卣化物酸。
優選實施例為至少一個MPR、至少一個使滷化物酸與金屬反應的單元、至少一 個SAR和至少一個HAR形成工藝流程路徑，其中所述至少一個使滷化物酸與金屬 反應的單元位於所述至少一個MPR的上遊，其中所述至少一個HAR位於所述至少 一個使滷化物酸與金屬反應的單元的上遊，其中所述SAR位於所述HAR的上遊， 其中在所述至少一個MPR中通過使至少一種金屬與在所述至少一個使囟化物酸與 金屬反應的單元中形成的金屬滷化物溶液反應形成多核金屬化合物，其中在所述至 少一個HAR中形成所述滷化物酸，且其中通過使金屬離化物鹽與在所述至少一個 SAR中形成的硫氧基酸反應形成所述滷化物酸。
優選實施例為製造多核金屬化合物，其中不存在至少一種選自由以下各物組成 的群組的物質的車載運輸滷化物酸、金屬滷化物溶液、硫氧基酸和任何其組合。
優選實施例為至少一個MPR、至少一個使滷化物酸與金屬反應的單元、至少一 個SAR、至少一個HAR和至少一個EU形成工藝流程路徑，其中所述至少一個使 滷化物酸與金屬反應的單元位於所述至少一個MPR的上遊，其中所述至少一個 HAR位於所述至少一個使滷化物酸與金屬反應的單元的上遊，其中所述SAR位於 所述HAR上遊，其中所述至少一個EU位於所述至少一個使滷化物酸與金屬反應的 單元的上遊，其中在所述至少一個MPR中通過使至少一種金屬與在所述至少一個 使滷化物酸與金屬反應的單元中形成的金屬滷化物溶液反應形成多核金屬化合物， 其中在所述至少一個HAR和至少一個EU中的至少一個中形成所述滷化物酸，且其 中在所述HAR中通過使金屬滷化物鹽與在所述至少一個SAR中形成的硫氧基酸反 應形成所述滷化物酸。
優選為形成工藝流程路徑，其中包含MPR (包括多核鋁製造與多核金屬製造)
的單元位於至少一個製造ACS和/或MAS的金屬酸反應(MAR)單元的下遊。優
選為所述MAR位於至少一個形成滷化物酸的單元的下遊，其中形成所述滷化物酸
的所述單元可為EU和HAR中的至少一個。優選為形成工藝流程路徑，其中至少一
個MPR位於至少一個MAR的下遊，其中所述MAR形成ACS和/或MAS且位於至
少一個形成滷化物酸的單元的下遊，其中所述形成所述滷化物酸的單元可為EU和 HAR中的至少一個，其中在包含SACP的單元中製造用於所述HAR的硫氧基酸、 優選H2S04且在由汽輪機驅動的發電機中產生用於所述EU的電，其中蒸汽能運行 所述汽輪機，且其中自至少一種選自包含以下過程的清單的過程獲得所述蒸汽能 由S和空氣形成S02、由S和02形成S02、由S02和空氣形成S03、由S02和02 形成S03、由S02和H20形成所述H2S03、由S03和H20形成所述H2S04、由H2S04 和S03形成發煙硫酸、由發煙硫酸和H20形成所述H2S04和任何其組合。
優選為MPR和MAR單元為同一個，如此第一個反應通過卣化物酸氣體在水 中反應或將水性滷化物酸加入反應器中來形成滷化物酸，第二個反應通過將至少一 種金屬(優選包含礬土)加入所述滷化物酸中形成MAS (優選ACS)，且第三個反 應通過將至少一種金屬(優選包含礬土)加入所述反應器中來形成多核金屬化合物
(優選包含AlxCly(OH)z)。
優選實施例為形成工藝流程路徑，其中至少一個單元在EU中形成消毒劑和/或 氧化劑，其中在所述EU中自由汽輪機驅動的發電機獲得用於電解的電，其中用於 運行所述汽輪機的蒸汽能自通過至少一種選自包含以下過程的清單的過程的至少 一部分形成能的熱轉移加熱水和蒸汽中的至少一種獲得由S和空氣形成SCh、由 S禾口 02形成S02、由S02和空氣形成S03、由S02和02形成S03、由S02和H20 形成所述H2S03、由S03和H20形成所述H2S04、由H2S04和S03形成發煙硫酸、 由發煙硫酸和H20形成所述H2S04和任何其組合。
優選實施例為EU和HAR形成工藝流程路徑，其中在所述EU中形成至少一種 消毒劑且在HAR中形成至少一種滷化物酸和金屬硫氧基鹽，其中所述滷化物酸可 用於在所述EU下遊的至少一個單元中通過使所述HAR中形成的所述滷化物酸與所 述EU中形成的消毒劑反應進一步形成另一種消毒劑；最優選為所述EU中形成的 所述消毒劑為金屬滷酸鹽且由所述金屬滷酸鹽與所述氫滷酸的反應形成的消毒劑 為相應滷素二氧化物、優選二氧化氯。優選為所述金屬包含第IA族或第IIA族金屬。 最優選為所述金屬包含鈉。最優選為所述滷素包含氯。
優選實施例為至少一個EU、至少一個SAR、至少一個HAR、至少一個石膏單
元、至少一個石灰消化器、至少一個分離器、至少一個乾燥器、至少一個滷素二氧
化物產生器、至少一個金屬亞滷酸鹽單元和至少一個漂白單元形成工藝流程路徑，
其中所述至少一個EU位於所述至少一個滷素二氧化物產生器的上遊，其中所述至
少一個滷素二氧化物產生器位於所述至少一個金屬亞滷酸鹽單元的上遊，其中所述
一個石膏單元位於所述至少一個金屬亞滷酸鹽單元和所述至少一個滷素二氧化物 產生器的下遊，其中所述至少一個分離器位於所述至少一個石膏單元的下遊，其中 所述至少一個石灰消化器位於所述至少一個石膏單元的上遊，其中所述至少一個幹 燥器位於所述至少一個分離器的下遊，其中所述分離器位於所述至少一個金屬亞滷 酸鹽單元和所述至少一個漂白單元的上遊，其中所述至少一個漂白單元位於所述至 少一個HAR的下遊和所述至少一個EU的下遊和所述至少一個分離器的下遊，其中 所述至少一個HAR位於所述至少一個SAR的下遊，其中所述至少一個SAR位於所 述滷素二氧化物產生器的上遊，其中所述至少一個SAR產生用於產生用於所述至少 一個EU的電的能量，其中所述EU中用於電解的電自由汽輪機驅動的發電機獲得， 其中用於運行所述汽輪機以產生所述電的蒸汽自至少一種選自包含以下過程的清 單的過程的至少一部分形成能的熱轉移獲得由S和空氣形成S02、由S和02形成 S02、由S02和空氣形成SCb、由S02和02形成S03、由S02和H20形成所述H2S03、 由S03和H20形成所述H2S04、由H2S04和S03形成發煙硫酸、由發煙硫酸和H20 形成所述H2S04和任何其組合，其中在所述滷素二氧化物產生器中使所述至少一個 EU中的金屬滷酸鹽以及所述至少一個SAR中所形成的硫氧基酸以及所述至少一個 SAR中所形成的S02和所述至少一個EU中所形成的&02中的至少一個反應形成 滷素二氧化物，其中通過使所述滷素二氧化物與所述至少一個EU中形成的H202 反應和來自所述至少一個分離器和所述至少一個EU中的至少一個的第IA族或第 IIA族金屬氫氧化物形成第IA族或第IIA族金屬亞滷酸鹽，其中在所述至少一個石 膏單元中通過使來自所述至少一個卣素二氧化物產生器、所述至少一個金屬亞滷酸 鹽單元和所述至少一個HAR中的至少一個的金屬硫氧基鹽反應形成硫氧基f丐鹽與
所述金屬氫氧化物的混合物，其中自在所述至少一個乾燥器中通過乾燥所述至少一 個石膏單元中所形成的硫氧基鈣鹽獲得包含無水硫氧基鈣鹽或水合硫氧基鈣鹽的
乾燥產物，其中在所述至少一個石灰消化器中通過使水與f丐和氧化藥中的至少一個
反應形成氫氧化鈣，其中在所述至少一個漂白單元中通過使來自所述至少一個HAR
和所述至少一個EU中的至少一個的滷化物酸與來自所述至少一個EU和所述至少
一個分離器中的至少一個的金屬氫氧化物反應形成金屬次滷酸鹽，且其中在所述至
少一個HAR中通過使金屬滷化物鹽與所述至少一個SAR中所形成的硫氧基酸反應
形成滷化物酸和金屬硫氧基鹽。優選為金屬包含第IA族或第IIA族金屬。最優選為
所述金屬包含鈉。最優選為所述滷素包含氯。
優選實施例為至少一個EU、至少一個SAR、至少一個HAR和至少一個乾燥器
形成工藝流程路徑，其中所述至少一個EU位於所述至少一個SAR的下遊，其中所 述至少一個HAR位於所述至少一個SAR的下遊，其中所述乾燥器位於所述至少一 個HAR的下遊，其中所述至少一個SAR產生用於產生用於所述至少一個EU的電 的能量，其中所述EU中用於電解的電自由汽輪機驅動的發電機獲得，其中用於運 行所述汽輪機以產生所述電的蒸汽自至少一種選自包含以下過程的清單的過程的
至少一部分形成能的熱轉移獲得由S和空氣形成S02、由S和02形成S02、由
S02和空氣形成S03、由S02和02形成S03、由S02和H20形成所述H2S03、由 S03和H20形成所述H2S04、由H2S04和S03形成發煙硫酸、由發煙硫酸和H20形 成所述H2S04和任何其組合，其中在所述至少一個EU中形成卣素氣體、卣化物酸 和金屬氫氧化物、金屬次滷酸鹽、金屬滷酸鹽和金屬亞卣酸鹽中的至少一個，其中 在所述至少一個HAR中通過使金屬滷化物鹽與所述至少一個SAR中形成的硫氧基 酸反應形成滷化物酸和金屬硫氧基鹽，且其中在所述乾燥器中由來自所述蒸汽的熱 能形成無水金屬硫氧基鹽或水合金屬硫氧基鹽。優選為金屬包含第IA族或第IIA族 金屬。最優選為所述金屬包含鈉。最優選為所述滷素包含氯。
優選實施例為至少一個SAR、至少一個HAR和至少一個乾燥器形成工藝流程 路徑，其中所述HAR位於所述至少一個SAR的下遊，其中所述乾燥器位於所述至 少一個HAR的下遊，其中電自由汽輪機驅動的發電機獲得，其中用於運行所述汽 輪機以產生所述電的蒸汽自至少一種選自包含以下過程的清單的過程的至少一部 分形成能的熱轉移獲得由S和空氣形成S02、由S和02形成S02、由S02和空氣 形成S03、由S02禾Q 02形成S03、由S02禾Q H20形成所述H2S03、由S03和H20
形成所述H2S04、由H2S04和S03形成發煙硫酸、由發煙硫酸和H20形成所述H2S04
和任何其組合，其中在所述至少一個HAR中通過使金屬齒化物鹽與所述至少一個
SAR中形成的硫氧基酸反應形成滷化物酸和金屬硫氧基鹽，且其中在所述乾燥器中
由來自所述蒸汽的熱能形成無水金屬硫氧基鹽或水合金屬硫氧基鹽。優選為金屬包
含第IA族或第IIA族金屬。最優選為所述金屬包含鈉。最優選為所述滷素包含氯。
優選實施例為至少一個EU、至少一個SAR、至少一個石膏單元、至少一個石
灰消化器、至少一個分離器、至少一個乾燥器、至少一個滷素二氧化物產生器、至
少一個金屬亞滷酸鹽單元和至少一個漂白單元形成工藝流程路徑，其中所述至少一
個EU位於所述至少一個滷素二氧化物產生器的上遊，其中所述至少一個滷素二氧
化物產生器位於所述至少一個金屬亞滷酸鹽單元的上遊，其中所述一個石膏單元位
於所述至少金屬亞滷酸鹽單元和所述至少一個滷素二氧化物產生器的下遊，其中所
述至少一個分離器位於所述至少一個石膏單元的下遊，其中所述至少一個石灰消化
器位於所述至少一個石膏單元的上遊，其中所述至少一個乾燥器位於所述至少一個 分離器的下遊，其中所述分離器位於所述至少一個金屬亞囟酸鹽單元和所述至少一 個漂白單元的上遊，其中所述至少一個漂白單元位於所述至少一個eu的下遊和所 述至少一個分離器的下遊，其中所述至少一個sar位於所述滷素二氧化物產生器的 上遊，其中所述至少一個sar產生用於產生用於所述至少一個eu的電的能量，其 中所述eu中用於電解的電自由汽輪機驅動的發電機獲得，其中用於運行所述汽輪 機以產生所述的電的蒸汽自至少一種選自包含以下過程的清單的過程的至少一部
分形成能的熱轉移獲得由s和空氣形成S02、由s和02形成S02、由S02和空氣
形成so3、由.so2和02形成so3、由so2禾n h2o形成所述h2so3、由scb和h2o
形成所述h2s04、由h2s04和s03形成發煙硫酸、由發煙硫酸和h20形成所述h2s04
和任何其組合，其中在所述滷素二氧化物產生器中使來自所述至少一個eu的金屬
滷酸鹽以及所述至少一個sar中所形成的硫氧基酸以及所述至少一個sar中所形
成的S02和所述至少一個eu中所形成的h202中的至少一個反應形成卣素二氧化
物，其中通過使所述滷素二氧化物與所述至少一個eu中形成的11202和來自至少一
個分離器和所述至少一個eu中的至少一個的第ia族或第iia族金屬氫氧化物反應
形成第ia族或第iia族金屬亞滷酸鹽，其中在所述至少一個石膏單元中通過使來自
所述至少一個滷素二氧化物產生器、所述至少一個金屬亞齒酸鹽單元和所述至少一
個har中的至少一個的金屬硫氧基鹽與所述至少一個石灰消化器中所形成的氫氧
化鈣反應形成硫氧基鈣鹽與所述金屬氫氧化物的混合物，其中自在所述至少一個幹
燥器中通過乾燥所述至少一個石膏單元中所形成的硫氧基鈣鹽獲得包含無水硫氧
基鈣鹽或水合硫氧基鈣鹽的乾燥產物，其中在所述至少一個石灰消化器中通過使水
與鈣和氧化鈣中的至少一個反應形成氫氧化鈣，其中在所述至少一個漂白單元中通
過使來自所述至少一個eu的滷化物酸與來自所述至少一個eu和所述至少一個分
離器中的至少一個的金屬氫氧化物反應形成金屬次滷酸鹽，且其中在所述至少一個
SAR中形成硫氧基酸。優選為金屬包含第IA族或第IIA族金屬。最優選為所述金
屬包含鈉。最優選為所述滷素包含氯。
優選實施例為至少一個eu、至少一個sar、至少一個har、至少一個石膏單
元、至少一個分離器、至少一個乾燥器、至少一個滷素二氧化物產生器、至少一個
金屬亞滷酸鹽單元和至少一個漂白單元形成工藝流程路徑，其中所述至少一個eu
位於所述至少一個滷素二氧化物產生器的上遊，其中所述至少一個滷素二氧化物產
生器位於所述至少一個金屬亞滷酸鹽單元的上遊，其中所述一個石膏單元位於所述 至少金屬亞滷酸鹽單元和所述至少一個滷素二氧化物產生器的下遊，其中所述至少 一個分離器位於所述至少一個石膏單元的下遊，其中所述至少一個乾燥器位於所述 至少一個分離器的下遊，其中所述分離器位於所述至少一個金屬亞滷酸鹽單元和所 述至少一個漂白單元的上遊，其中所述至少一個漂白單元位於所述至少一個HAR 的下遊和所述至少一個EU的下遊和所述至少一個分離器的下遊，其中所述至少一 個HAR位於所述至少一個SAR的下遊，其中所述至少一個SAR位於所述滷素二氧 化物產生器的上遊，其中所述至少一個SAR產生用於產生用於所述至少一個EU的 電的能量，其中所述EU中用於電解的電自由汽輪機驅動的發電機獲得，其中用於 運行所述汽輪機以產生所述的電的蒸汽自至少一種選自包含以下過程的清單的過
程的至少一部分形成能的熱轉移獲得由S和空氣形成S02、由S和02形成S02、
由SCh和空氣形成S03、由SCh和02形成S03、由S02和H20形成所述H2S03、由
SCb和H20形成所述H2S04、由H2S04和S03形成發煙硫酸、由發煙硫酸和H20形
成所述H2S04和任何其組合，其中在所述滷素二氧化物產生器中使來自所述至少一
個EU的金屬滷酸鹽以及所述至少一個SAR中所形成的硫氧基酸以及所述至少一個
SAR中所形成的S02和所述至少一個EU中所形成的&02中的至少一個反應形成
滷素二氧化物，其中在所述至少一個金屬亞滷酸鹽單元中通過使所述滷素二氧化物
與所述至少一個EU中形成的&02和來自至少一個分離器和所述至少一個EU中的
至少一個的金屬氫氧化物反應形成所述第IA族或第IIA族金屬亞滷酸鹽，其中在所
述至少一個石膏單元中通過使來自所述至少一個滷素二氧化物產生器、所述至少一
個金屬亞滷酸鹽單元和所述至少一個HAR中的至少一個的金屬硫氧基鹽與氫氧化
鈣反應形成硫氧基鈣鹽與所述金屬氫氧化物的混合物，其中自在所述至少一個乾燥
器中通過乾燥所述至少一個石膏單元中所形成的硫氧基鈣鹽獲得包含無水硫氧基
鈣鹽或水合硫氧基鈣鹽的乾燥產物，其中在所述至少一個漂白單元中使來自所述至
少一個HAR和所述至少一個EU中的至少一個的滷化物酸與來自所述至少一個EU
和所述至少一個分離器中的至少一個的金屬氫氧化物反應形成金屬次滷酸鹽，且其
中在所述HAR中使金屬滷化物鹽與所述至少一個SAR中形成的硫氧基酸反應形成
滷化物酸和金屬硫氧基鹽。優選為金屬包含第IA族或第IIA族金屬。最優選為所述
金屬包含鈉。最優選為所述滷素包含氯。
優選實施例為至少一個EU、至少一個SAR、至少一個石膏單元、至少一個分
離器、至少一個乾燥器、至少一個滷素二氧化物產生器、至少一個金屬亞滷酸鹽單
元和至少一個漂白單元形成工藝流程路徑，其中所述至少一個EU位於所述至少一
個滷素二氧化物產生器的上遊，其中所述至少一個滷素二氧化物產生器位於所述至
少一個金屬亞滷酸鹽單元的上遊，其中所述至少一個石膏單元位於所述至少一個金
屬亞滷酸鹽單元和所述至少一個滷素二氧化物產生器的下遊，其中所述至少一個分
離器位於所述至少一個石膏單元的下遊，其中所述至少一個乾燥器位於所述至少一
個分離器的下遊，其中所述分離器位於所述至少一個金屬亞滷酸鹽單元和所述至少
一個漂白單元的上遊，其中所述至少一個漂白單元位於所述至少一個EU的下遊和
所述至少一個分離器的下遊，其中所述至少一個SAR位於所述形成滷素二氧化物產
生器的上遊，其中所述至少一個SAR產生用於產生用於所述至少一個EU的電的能
量，其中所述EU中用於電解的電自由汽輪機驅動的發電機獲得，其中用於運行所
述汽輪機以產生所述的電的蒸汽自至少一種選自包含以下過程的清單的過程的至
少一部分形成能的熱轉移獲得由S和空氣形成S02、由S和02形成S02、由S02
和空氣形成S03、由S02和02形成S03、由S02和H20形成所述H2S03、由S03
和H20形成所述H2S04、由H2S04和S03形成發煙硫酸、由發煙硫酸和H20形成
所述H2S04和任何其組合，其中在所述滷素二氧化物產生器中使來自所述至少一個
EU的金屬滷酸鹽以及所述至少一個SAR中所形成的硫氧基酸以及所述至少一個
SAR中所形成的S02和所述至少一個EU中所形成的11202中的至少一個反應形成
滷素二氧化物，其中通過使所述滷素二氧化物與所述至少一個EU中形成的H202
和來自所述至少一個分離器和所述至少一個EU中的至少一個的金屬氫氧化物反應
形成所述第IA族或第IIA族金屬亞滷酸鹽，其中在所述至少一個石膏單元中通過使
來自所述至少一個卣素二氧化物產生器和所述至少一個金屬亞滷酸鹽單元中的至
少一個的金屬硫氧基鹽反應形成硫氧基鈣鹽與所述金屬氫氧化物的混合物，其中自
在所述至少一個乾燥器中通過乾燥所述至少一個石膏單元中所形成的硫氧基鈣鹽
獲得包含無水硫氧基鈣鹽或水合硫氧基鈣鹽的乾燥產物，其中在所述至少一個漂白
單元中使來自所述至少一個HAR和所述至少一個EU中的至少一個的滷化物酸與來
自所述至少一個EU和所述至少一個分離器中的至少一個的金屬氫氧化物反應形成
金屬次滷酸鹽，且其中在所述至少一個SAR中形成滷化物酸。優選為金屬包含第
IA族或第IIA族金屬。最優選為所述金屬包含鈉。最優選為所述滷素包含氯。
優選實施例為至少一個SAR、至少一個HAR、至少一個石膏單元、至少一個
石灰消化器、至少一個分離器、至少一個乾燥器和至少一個漂白單元形成工藝流程
路徑，-其中所述至少一個分離器位於所述至少一個石膏單元的下遊，其中所述至少一個石灰消化器位於所述至少一個石膏單元的上遊，其中所述至少一個乾燥器位於
所述至少一個分離器的下遊，其中所述分離器位於所述至少一個漂白單元的上遊，
其中所述至少一個漂白單元位於所述至少一個HAR的下遊和所述至少一個分離器
的下遊，其中所述至少一個HAR位於所述至少一個SAR的下遊，其中所述至少一
個SAR產生用於產生用於所述至少一個EU的電的能量，其中所述EU中用於電解
的電自由汽輪機驅動的發電機獲得，其中用於運行所述汽輪機以產生所述電的蒸汽 自至少一種選自包含以下過程的清單的過程的至少一部分形成能的熱轉移獲得由
S和空氣形成S02、由S和02形成S02、由S02和空氣形成S03、由S02和02形成 S03、由S02禾卩H20形成所述H2S03、由S03和H20形成所述H2S04、由112804禾口
S03形成發煙硫酸、由發煙硫酸和H20形成所述H2S04和任何其組合，其中在所述
至少一個石膏單元中通過使來自至少一個所述HAR的金屬硫氧基鹽反應形成硫氧
基鈣鹽與所述金屬氫氧化物的混合物，其中自在所述至少一個乾燥器中通過乾燥所
述至少一個石膏單元中所形成的硫氧基鈣鹽獲得包含無水硫氧基鈣鹽或水合硫氧
基鈣鹽的乾燥產物，其中在所述至少一個石灰消化器中通過使鈣和氧化鈣中的至少
一個與水反應形成氫氧化鈣，其中在所述至少一個漂白單元中通過使來自所述至少
一個HAR的滷化物酸與來自所述至少一個分離器的金屬氫氧化物反應形成金屬次
滷酸鹽，且其中在所述至少一個HAR中通過使金屬滷化物鹽與所述至少一個SAR
中所形成的硫氧基酸反應形成滷化物酸和金屬硫氧基鹽。優選為金屬包含第IA族
或第IIA族金屬。最優選為所述金屬包含鈉。最優選為所述齒素包含氯。
優選實施例為至少一個EU、至少一個SAR、至少一個HAR、至少一個石膏單
元、至少一個石灰消化器、至少一個分離器、至少一個乾燥器、至少一個滷素二氧
化物產生器和至少一個漂白單元形成工藝流程路徑，其中所述至少一個EU位於所
述至少一個滷素二氧化物產生器的上遊，其中所述至少一個石膏單元位於所述至少
一個滷素二氧化物產生器的下遊，其中所述至少一個分離器位於所述至少一個石膏
單元的下遊，其中所述至少一個石灰消化器位於所述至少一個石膏單元的上遊，其
中所述至少一個乾燥器位於所述至少一個分離器的下遊，其中所述分離器位於所述
至少一個漂白單元的上遊，其中所述至少一個漂白單元位於所述至少一個HAR的
下遊和所述至少一個EU的下遊和所述至少一個分離器的下遊，其中所述至少一個
HAR位於所述至少一個SAR的下遊，其中所述至少一個SAR位於所述卣素二氧化
物產生器的上遊，其中所述至少一個SAR產生用於產生用於所述至少一個EU的電
的能量，其中所述EU中用於電解的電自由汽輪機驅動的發電機獲得，其中用於運-
行所述汽輪機以產生所述的電的蒸汽自至少一種選自包含以下過程的清單的過程 的至少一部分形成能的熱轉移獲得由S和空氣形成S02、由S和02形成S02、由
S02和空氣形成S03、由S02和02形成S03、由S02禾Q H20形成所述H2S03、由 S03和H20形成所述H2S04、由H2S04和S03形成發煙硫酸、由發煙硫酸和H20形 成所述H2S04和任何其組合，其中在所述滷素二氧化物產生器中通過使來自至少一 個EU的金屬滷酸鹽以及所述至少一個SAR中所形成的硫氧基酸以及所述至少一個 SAR中所形成的S02和所述至少一個EU中所形成的&02中的至少一個反應形成 滷素二氧化物，其中在所述至少一個石膏單元中通過使來自所述至少一個卣素二氧 化物產生器、所述至少一個金屬亞滷酸鹽單元和所述至少一個HAR中的至少一個 的金屬硫氧基鹽反應形成硫氧基鈣鹽與所述金屬氫氧化物的混合物，其中自在所述 至少一個乾燥器中通過所述至少一個石膏單元中所形成的乾燥硫氧基鈣鹽獲得包 含無水硫氧基鈣鹽或水合硫氧基鈣鹽的乾燥產物，其中在所述至少一個石灰消化器 中通過使水與鈣和氧化鈣中的至少一個反應形成氫氧化鈣，其中在所述至少一個漂 白單元中通過使來自所述至少一個HAR和所述至少一個EU中的至少一個的卣化物 酸與來自所述至少一個EU和所述至少一個分離器中的至少一個的金屬氫氧化物反 應形成金屬次滷酸鹽，且其中在所述至少一個HAR中通過使金屬滷化物鹽與所述 至少一個SAR中所形成的硫氧基酸反應形成滷化物酸和金屬硫氧基鹽。優選為金屬 包含第IA族或第1IA族金屬。最優選為所述金屬包含鈉。最優選為所述滷素包含氯。 優選實施例為形成工藝流程路徑，其中至少一個單元進行ASP，從而生產02 和N2，其中所述ASP由電和/或扭矩提供動力，其中所述電和/或扭矩由蒸汽產生， 且其中所述蒸汽為從至少一種選自包含以下過程的清單的過程的至少一部分形成 能轉化的熱能由S和空氣形成S02、由S和02形成S02、由S02和空氣形成S03、
由S02和02形成S03、由S02和H20形成所述H2S03、由S03和H20形成所述H2S04、
由H2S04和S03形成發煙硫酸、由發煙硫酸和H20形成所述H2S04和任何其組合。
優選實施例為至少一個SAR、至少一個HAR、至少一個石膏單元、至少一個
石灰消化器、至少一個分離器、至少一個乾燥器和至少一個漂白單元形成工藝流程
路徑，其中所述至少一個分離器位於所述至少一個石膏單元的下遊，其中所述至少
一個石灰消化器位於所述至少一個石膏單元的上遊，其中所述至少一個乾燥器位於
所述至少一個分離器的下遊，其中所述分離器位於所述至少一個漂白單元的上遊，
其中所述至少一個漂白單元位於所述至少一個HAR的下遊和所述至少一個分離器
-的下遊，其中所述至少一個HAR位於所述至少一個SAR的下遊，其中所述至少一 個SAR產生用於產生用於所述至少一個EU的電的能量，其中所述EU中用於電解 的電自由汽輪機驅動的發電機獲得，其中用於運行所述汽輪機以產生所述的電的蒸 汽自至少一種選自包含以下過程的清單的過程的至少一部分形成能的熱轉移獲得 由S和空氣形成S02、由S和02形成S02、由S02和空氣形成S03、由S02和02 形成S03、由S02和H20形成所述H2S03、由S03和H20形成所述H2S04、由H2S04 和S03形成發煙硫酸、由發煙硫酸和H20形成所述H2S04和任何其組合，其中在所 述至少一個石膏單元通過使來自至少一個HAR的金屬硫氧基鹽反應形成硫氧基鈣
鹽與所述金屬氫氧化物的混合物，其中自在至少一個乾燥器中通過乾燥所述至少一 個石膏單元中所形成的硫氧基鈣鹽形成包含無水硫氧基鈣鹽或水合硫氧基鈣鹽的
乾燥產物，其中在所述至少一個石灰消化器中通過使水與鈣和氧化鈣中的至少一個
反應形成氫氧化鈣，其中在所述至少一個漂白單元中通過使來自所述至少一個HAR
的滷化物酸與來自所述至少一個分離器的金屬氫氧化物反應形成金屬次滷酸鹽，且
其中在所述至少一個HAR中使金屬滷化物鹽與所述至少一個SAR中所形成的硫氧
基酸反應形成滷化物酸和金屬硫氧基鹽。優選為金屬包含第IA族或第IIA族金屬。
最優選為所述金屬包含鈉。最優選為所述齒素包含氯。
優選實施例為至少一個石膏單元、至少一個石灰消化器、至少一個分離器和至
少一個乾燥器形成工藝流程路徑，其中所述至少一個分離器位於所述至少一個石膏
單元的下遊，其中所述至少一個石灰消化器位於所述至少一個石膏單元的上遊，其
中所述至少一個乾燥器位於所述至少一個分離器的下遊，其中在所述至少一個石膏
單元通過使金屬硫氧基鹽與氫氧化鈣反應中形成硫氧基鈣鹽與所述金屬氫氧化物
的混合物，其中自在所述至少一個乾燥器中通過乾燥所述至少一個石膏單元中所形
成的硫氧基鈣鹽獲得包含無水硫氧基鈣鹽或水合硫氧基鈣鹽的乾燥產物，其中在所 述至少一個石灰消化器中通過使水與鈣和氧化鈣中的至少一個反應形成氫氧化鈣。
優選為金屬包含第IA族或第IIA族金屬。最優選為所述金屬包含鈉。最優選為所述
滷素包含氯。
優選實施例為形成工藝流程路徑，其中至少一個單元進行電解，由此由H20產
生02和H2，其中所述電解由電提供動力，其中所述電的至少一部分在由汽輪機運
行的發電機中產生，且其中所述汽輪機至少部分由來自至少一種選自包含以下過程
的清單的過程的至少一部分形成能的轉化能運行由S和空氣形成S02、由S和02
形成S02、由S02和空氣形成S03、由S02和02形成S03、由S02和H20形成所述
H2S03、-由S03和H20形成所述H2S04、由H2S04和S03形成發煙硫酸、由發煙硫
酸和H20形成所述H2S04和任何其組合。
優選實施例為形成工藝流程路徑，其中至少一個單元將02電解為03，且其中 自由此產生02和H2的H20電解獲得所述02，其中用於所述電解的至少一部分電 在由汽輪機運行的發電機中產生，其中所述汽輪機至少部分由自至少一種選自包含 以下過程的清單的過程的至少一部分形成能獲得的蒸汽運行由S和02形成S02、 由S和02形成S02、由S02和02形成S03、由S02和02形成S03、由S02和H20 形成所述H2S03、由S03和H20形成所述H2S04、由H2S04和S03形成發煙硫酸、 由發煙硫酸和H20形成所述H2S04和任何其組合。
優選實施例為形成工藝流程路徑，其中至少一個ASP從空氣中分離02，其中
所述至少一個ASP由蒸汽提供動力的蒸汽機和由電提供動力的電動機中的至少一
個提供動力，其中所述03自02的電解獲得，其中用於所述電解的至少一部分電由
汽輪機運行的發電機產生，其中給所述汽輪機和所述汽輪機提供動力的蒸汽至少部 分由至少一種選自包含以下過程的清單的過程的至少一部分形成能獲得由s和
o2形成so2、由s禾卩o2形成so2、由so2和o2形成so3、由so2和o2形成so3、
由S02和H20形成所述H2S03、由SOs和H20形成所述H2S04、由H2S04fQ S03 形成發煙硫酸、由發煙硫酸和H20形成所述H2S04和任何其組合。
優選實施例為形成工藝流程路徑，其中至少一個單元由H2S04通過H2S20s和
H20電解為H202，其中用於所述電解的電在由汽輪機運行的發電機中產生，其中所 述汽輪機由自至少一種選自包含以下過程的清單的過程的至少一部分形成能獲得 的蒸汽運行由S和02形成S02、由S和02形成S02、由S02禾卩02形成S03、由 S02和02形成S03、由S02和H20形成所述H2S03、由S03和H20形成所述H2S04、 由H2S04和S03形成發煙硫酸、由發煙硫酸和H20形成所述H2S04和任何其組合。
優選實施例為形成工藝流程路徑，其中至少一個單元使至少一部分來自電解的 H2副產物再循環作為產生電的能源，其中所述電在內燃機和燃料電池中的至少一個 中產生。優選實施例為在EU中利用至少一部分所述電製造至少一種消毒劑和/或氧 化劑。優選為如所屬領域所已知，用汽輪機將蒸汽能轉化為電。
優選實施例為形成工藝流程路徑，其中至少一個單元使至少一部分來自電解的 H2副產物再循環作為加熱所述金屬滷化物鹽與所述硫氧基酸的反應的能源。
優選實施例為將至少一種MPR (—種來自所述SACP的MAS硫氧基酸)轉移
到所述HAR中，其中所述硫氧基酸熱能和/或溫度與所述SAP中實用的溫度接近，
如此所述硫氧基酸內的所述熱能可用於所述HAR。
建築材料
實施例為本發明中的所有建築材料都為那些各化學加工所屬領域中已知的材 料。優選為接觸所述硫氧基酸的材料為至少一種選自由以下各物組成的清單的物 質碳鋼、哈氏合金(Hastelloy)、 Inconel 、 Incoloy 、鈦、鋯、陶瓷、塑料和任 何其組合。優選為接觸所述滷化物酸的材料為至少一種選自由以下各物組成的清單 的物質哈氏合金、Inconel 、 Incoloy 、鈦、鋯、陶瓷、塑料和任何其組合，其 中最優選為哈氏合金C、鋯和聚氯乙烯(PVC)。優選為接觸熱水的材料為至少一種 選自由以下各物組成的清單的物質哈氏合金、Incond、鈦、鋯、陶瓷、不鏽鋼和 塑料。
測試
己進行實驗室規模測試，使溶液形式的ACS與氫氧化鋁在110-140°C (230-284 下)的溫度下反應1.5到5小時，由此形成AlxCly(OH)z的反應。在一種情況下， 由鋁金屬形成ACS;且在第二種情況下，由氫氧化鋁形成ACS。在兩種情況下，通 過使氯氣在水中反應形成HC1，其中將水溶液連續加熱到60°C (140°F)歷時15分 鍾以保證完成氯離子的形成。在第三個測試中，用MgO替換一部分氫氧化鋁，形 成AlxMgwCly(OH)z。在第四個測試中，用MgCl2替換一部分ACS,再次形成 A1xC1y(OH)z。在第五個測試中，用石灰CaO替換一部分氫氧化鋁，形成 AlxCawClY(OH)z 。 在第六個測試中，將硫酸加入 ACS 中，形成 AlxMgwClY(OH)z(S04)v。在第七次和不良進行的測試中，用氯化鐵替換一部分ACS。 在第八個測試中，用銅替換一部分鋁，形成AlxCuwClY(OH)z;這種相當綠的產品揭 示在形成沉澱之前保存期超過2.5年。在第九個測試中，用來自Dow Chemical的含 有ACS的廢棄催化劑流替換ACS。第十個測試為實例"8"中製造的最終MP的場凝 結測試(field coagulation test)。在第i^一個測試中，通過將CuCl3溶解於水中製備 MAS，然後使其與MgO反應。在所有情況下，所得化合物中的OH:Al或OH:金屬 關係變為0.5到1.5;其中這一關係優選為大於1.2。在所有情況下，最終溶液的pH 值介於4.0與5.0之間。在所有情況下，與低剪切混合相比，在高剪切混合下獲得 改進的結果。已發現在高剪切混合能下，較大比例的鋁進入MP中且形成凝膠狀沉 澱的趨勢得到降低。
在第十二個測試中，使鹽與濃硫酸反應。雖然銨不是金屬，但仍然用氯化銨進
行測試，因為銨陽離子在鹽形成中具有"類金屬"性質。雖然銨陽離子不是最實用
的"類金屬"陽離子，但考慮到結果，金屬滷化物中的術語"金屬"包括"類金屬"
部分，優選為銨陽離子。測試結果概述如下 實例l
將氯氣緩慢鼓入1 L燒杯中直到水溶液的Sg為約1.08到1.1為止。將酸性溶液 連續攪拌且加熱到6(TC歷時15分鐘；此後將50克鋁金屬溶解於溶液中，同時緩慢 攪拌15分鐘以製備ACS。然後，將300 ml鋁含量為約5%的這一 ACS加熱到120 'C且劇烈攪拌，同時緩慢加入30gmAl(OH)3粉末。將系統保持在120'C且劇烈攪拌 3小時，此後注意到所有粉末已溶解於溶液中。使液體冷卻。最終產物為鋁含量為 約10%的混濁液體。
實例2
將氯氣緩慢鼓入1 L燒杯中直到水溶液的Sg為約1.08到1.1為止。將酸性溶液 連續攪拌且加熱到6(TC歷時15分鐘；此後將100克Al(OH)3粉末溶解於溶液中， 同時緩慢攪拌165分鐘以製備ACS。然後，將300 ml鋁含量為約5%的這一 ACS 加熱到130。C且劇烈攪拌，同時緩慢加入30gmAl(OH)3粉末。將系統保持在130°C 下且劇烈攪拌3小時，此後注意到所有粉末已溶解於溶液中。使液體冷卻。最終產 物為鋁含量為約10%的混濁液體。
實例3
使用來自Gulbrandsen Technologies, GC 2200的ACS作為ACS。在GC 2200的 這一樣品中測量到10.1% A1203， Sg為1.28;且歸因於黃色，故所述樣品含有鐵。 向具有攪拌器的高壓釜中加入300 ml ACS以及5 gm來自Premiere Services的MgO 和25 gm實驗室級的Al(OH)3粉末。將混合物加熱到12(TC且劇烈攪拌5小時。使 液體冷卻。最終產物為透明的，其鋁含量為約6%且鎂含量為約2%。
實例4
使用來自Gulbrandsen Technologies, GC 2200的ACS作為ACS。在GC 2200的 這一樣品中測量到10.1% A1203， Sg為1.28;且歸因於黃色，故所述樣品含有鐵。 向2 L燒杯中加入300 ml ACS以及10 gm MgCl2 x 6H20晶體和25 gm實驗室級的 Al(OH)3粉末。將混合物加熱到11(TC且劇烈攪拌4小時。使液體冷卻。最終產物為 透明的，其鋁含量為約10%且鎂含量為約2%。
實例5
使用來自Gulbrandsen Technologies, GC 2200的ACS作為ACS。在GC 2200的
這一樣品中測量到10.1% A1203， Sg為1.28;且歸因於黃色，故所述樣品含有鐵。
向高壓釜中加入300 ml ACS以及lOgmCaO和20 gm實驗室級的Al(OH)3粉末。將
混合物加熱到IO(TC且劇烈攪拌4小時。使液體冷卻。最終產物為混濁的，其鋁含 量為約7%且鈣含量為約3%。 實例6
使用來自Gulbrandsen Technologies, GC 2200的ACS作為ACS。在GC 2200的 這一樣品中測量到10.1% A1203， Sg為1.28;且歸因於黃色，故所述樣品含有鐵。 向高壓釜中加入300 mlACS以及10ml濃硫酸和10 gm實驗室級的Al(OH)3粉末。 將混合物加熱到14(TC和25psig且劇烈攪拌4小時。使液體冷卻。最終產物為透明 的，其鋁含量為約6%。
實例7
使用來自Gulbrandsen Technologies, GC 2200的ACS作為ACS。在GC 2200的 這一樣品中測量到10.1% A1203， Sg為1.28;且歸因於黃色，故所述樣品含有鐵。 向高壓釜中加入300 ml ACS以及30 gm明礬和10 gm實驗室級的Al(OH)3粉末。將 混合物加熱到140。C和25 psig且其變為凝膠狀。
實例8
使用來自Gulbrandsen Technologies, GC 2200的ACS作為ACS。在GC 2200的 這一樣品中測量到10.1% A1203， Sg為1.28;且歸因於黃色，故所述樣品含有鐵。 向2 L燒杯中加入300 ml ACS以及10 gm CuCl2 x 6H20晶體和25 gm實驗室級的 Al(OH)3粉末。將混合物加熱到10(TC且劇烈攪拌4小時。使液體冷卻。最終產物為 透明的，呈淺綠色，其鋁含量為約8%且銅含量為約2%。
實例9
使用來自DowChemicaKFreeport, Texas)的含有ACS的廢棄催化劑作為ACS。 在樣品中測量到18%A1203， Sg為1.3;歸因於淺綠色，故所述樣品具有少量有機汙 染物。向2L燒杯中加入300 mlACS以及35gm實驗室級的Al(OH)3粉末。將混合 物加熱到105"C且劇烈攪拌4小時。使液體冷卻。最終產物為透明的，呈淺綠色， 其鋁含量為約10%。
實例10
在本測試時，德克薩斯州Marshall市在飲用水生產中使用CV 1703作為凝結劑。
(CV為ClearValue的註冊商標。)CV 1703為以體積計38% CV 1120、42%CV 1130、
8% CV 3210和12% CV 3650的摻合物。CV 1120為在84%鹼度下測量到23% A1203
的ACH， CV 1130為測量到10% A1203的ACS, CV 3210為測量到100 +/- 20 cps
的50%活性Epi-DMA，且CV 3650為測量到2000 +/- 200 cps的20%活性二烯丙基
二甲基氯化銨聚合物。在使用CV 1703之前，Marshall與明礬匹配使用CV 3650。 在之前，明礬以30到35ppm與1.5 ppm的CV 3650 —起使用。
Marshall的原水水質使水淨化很困難
-原鹼度小於20ppm且通常低至6卯m，
-原混濁度通常為2 NTU到7 NTU且偶爾為10 NTU至U 15 NTU ， -原顏色在20到400表觀色單位(ACU)之間變化，且
-原總有機碳(TOC)在5ppm到20ppm範圍內；且UV吸光度在0.2 m"到0.7 m—1
範圍內。
在使用CV 3650與明礬之前，Marshall僅用明礬操作，且通常脫離US EPA且德 克薩斯州準許最終水混濁度大於0.5 NTU;在明礬操作期間，Marshall經常在最終飲 用水中測量到超過0.20mg/L的鋁。雖然CV 3650顯著改進明磯操作，但超過200ACU 的水色值(water color value)通常需要使用CV 1703。
在使用CV 1703之前，Marshall在正常操作條件下生產混濁度接近0.15 NTU 到0.30 NTU的過濾水，且當原水顏色為難題時所述混濁度更高。用CV 1703操作 期間，Marshall在所有操作條件下已具有將過濾水混濁度保持在0.08 NTU的能力， 其中沉降水混濁度在0.4 NTU到0.7 NTU之間變化。根據US EPA指導方針，Marshall 有時必須去除原水TOC的45%且有時必須去除原水TOC的50%。在2000年，當 原水具有較低有機含量且根據標準工業測試幾乎所有原TOC都經測量為溶解有機 碳(DOC)時，Marshall經常不能獲得45%的TOC去除率。這一時期的操作不產生 任何鋁濃度超過0.20 mg/L的最終過濾水。
1999年12月15日，與CV 1120和CV 1703相比，在廣口瓶中測試實例8中所 製造的MP。這一天，原顏色經測量為55， NTU經測量為4.1且UV經測量為0.185 m"。 15ppm下，CV 1703獲得沉降混濁度0.96 NTU、 14 ACU禾卩0.071 m" 。 15 ppm 下，來自實例8的MP獲得沉降混濁度0.69NTU、 11 ACU和0.074 m"。
實例11
向2 L燒杯中加入250 ml水，隨後加入50 gm CuCl2 x 6H20晶體；用HC1將溶 液的pH值調節到l.O。然後將所得溶液與30 gm MgO粉末混合。將混合物加熱到 IOO'C且劇烈攪拌4小時。使液體冷卻。最終產物為透明的，呈淺綠色，其銅含量 為約5%且鎂含量為約5%。
實例12
-使五種鹽組合物與濃硫酸反應以領'j試滷化物酸形成和硫酸鹽/亞硫酸氫鹽形成
的效能。
在第一個測試中，將4gm普通食鹽(氯化鈉)放入含有2g濃硫酸的燒杯中。 在本測試中，發生相當劇烈的反應，其中歸因於發出難聞的氯氣味，顯然釋放HC1 氣體；在燒杯底部形成顯然為硫酸氫鈉的固體沉澱。
在第二個測試中，將4 gm氯化銨放入含有2 gm濃硫酸的燒杯中。在本測試中， 發生相當劇烈的反應，其中歸因於發出難聞的氯氣味，顯然釋放HC1氣體；在燒杯 底部形成顯然為硫酸銨鹽的固體沉澱。
在第三個測試中，將4 gm CuCl3 x 6H20晶體放入含有2 gm濃硫酸的燒杯中。 在本測試中，發生積極反應，其中歸因於發出難聞的氯氣味，顯然釋放HC1氣體； 在燒杯底部形成顯然為硫酸銅的固體沉澱。
在第四個測試中，將4 gm A1C13 x 6H20晶體放入含有2 gm濃硫酸的燒杯中。 在本測試中，發生積極反應，其中歸因於發出難聞的氯氣味，顯然釋放HC1氣體； 在燒杯底部形成顯然為硫酸鋁的固體沉澱。
在第五個測試中，將4 gm MgCl3 x 6H20晶體放入含有2 gm濃硫酸的燒杯中。 在本測試中，發生積極反應，其中歸因於發出難聞的氯氣味，顯然釋放HC1氣體； 在燒杯底部形成顯然為硫酸鎂的固體沉澱。
某些目的陳述如上且根據以上描述變得顯而易見。然而，因為在不脫離本發明 的範圍的情況下，可在以上描述中進行某些變化，所以預期以上描述中所包含的所 有主題應解釋為僅是對本發明原理的說明且不具有限制性意義。就以上描述而論， 應認識到任何描述、圖式和實例都被認為易於為所屬領域技術義員所了解，且說明 書中所述內容的所有等效關係都打算涵蓋於本發明中。
另外，因為所屬領域技術人員將容易地想到大量修改和變化，所以不希望將本 發明局限於所展示和描述的精確結構和操作中，且因此所有合適的修改和等效內容 都可採用，這屬於本發明的範圍內。還應理解，以下權利要求書打算涵蓋本文所述 的本發明的所有一般性和特定性特徵，且換句話說，可認為本發明的範圍的所有聲 明都屬於兩者之間。
權利要求
1.一種製備多核金屬化合物的方法，所述化合物包含至少一種+2或+3價態的金屬，其中由金屬滷化物溶液與至少一種金屬的水相反應形成所述多核金屬化合物，其中所述金屬滷化物溶液包含至少一種+2或+3價態的金屬，其中所述至少一種金屬處於0、+2或+3價態，且如果其處於0價態，那麼能夠變為+2或+3價態，其中由所述金屬滷化物溶液中的所述金屬與滷化物酸之間的水相反應形成所述金屬滷化物溶液，且其中由包含所述滷化物酸的相應滷離子的金屬滷化物鹽與硫氧基酸(sulfoxy acid)的反應形成所述滷化物酸。
2. 根據權利要求1所述的方法，其中存在至少一種以下情況 所述金屬滷化物溶液中的所述金屬為鋁且所述至少一種金屬為鋁， 所述金屬滷化物溶液中的所述金屬為鋁且所述至少一種金屬為至少一種除鋁之外的金屬，所述金屬滷化物溶液中的所述金屬為除鋁之外的金屬且所述至少一種金屬 為鋁，和所述金屬滷化物溶液中的所述金屬和所述至少一種金屬為除鋁之外的金屬。
3. 根據權利要求1所述的方法，其中在同一容器中，a) 由所述滷化物酸在水中的反應形成所述滷化物酸的水溶液，b) 由所述金屬在所述滷化物酸中的反應形成所述金屬滷化物溶液，且c) 由所述至少一種金屬在所述金屬滷化物溶液中的反應形成所述多核金屬化 合物。
4. 根據權利要求l所述的方法，其中所述至少一種金屬包含至少一種選自由以 下金屬組成的清單的金屬鋁、鈣、鎂、鋯、銅、錫、金、銀、CaO、 Ca(OH)2、 CaC03、 11202和任何其組合。
5. 根據權利要求l所述的方法，其中所述至少一種金屬為選自由以下形式組成 的清單的形式鹼金屬、氧化物、氫氧化物、碳酸鹽和任何其組合。
6. 根據權利要求l所述的方法，其中所述多核金屬化合物中的所述滷離子包含 氯和溴中的至少一個。
7. 根據權利要求l所述的方法，其中所述多核金屬化合物進一步包含至少一種 選自由以下各物組成的清單的物質硫酸鹽、磷酸鹽、碳酸鹽、矽酸鹽、硝酸鹽和 任何其組合。
8. 根據權利要求l所述的方法，其中所述金屬滷化物溶液中的所述金屬或所述 至少一種金屬包含至少一種選自由以下金屬組成的群組的金屬銨、第ia族金屬、第iia族金屬、第iiib族金屬、第vm族金屬、第1B族金屬、第iib族金屬、第iiia族金屬、鈉、鈣、鉀、鎂、鋁、銅和任何其組合。
9. 根據權利要求l所述的方法，其中所述金屬滷化物溶液包含廢棄催化劑或廢棄鹽水。
10. 根據權利要求l所述的方法，其中所述硫氧基酸包含H2S04。
11. 根據權利要求l所述的方法，其中所述水相反應是在高剪切下進行。
12. 根據權利要求1所述的方法，其中所述金屬滷化物鹽中的金屬包含第ia族或 第iia族金屬。
13. 根據權利要求l所述的方法，其中所述金屬滷化物鹽中的金屬包含鈉。
14. 根據權利要求l所述的方法，其中不存在至少一種選自由以下各物組成的清 單的物質的車載運輸卣化物酸、金屬卣化物溶液、硫氧基酸和任何其組合。
15. 根據權利要求l所述的方法，其中所述水相反應是在至少一種選自由以下反 應器組成的清單的反應器中進行間歇攪拌釜式反應器、連續攪拌釜式反應器、塞流式反應器和任何其組合。
16. 根據權利要求l所述的方法，其中所述硫氧基酸是由硫酸接觸法形成。
17. 根據權利要求l所述的方法，其中所述金屬滷化物鹽與硫氧基酸的反應產生 包含至少一個選自由以下部分組成的清單的部分的金屬硫氧基鹽硫酸根、硫酸氫根、亞硫酸根、亞硫酸氫根和任何其組合。
18. 根據權利要求17所述的方法，其進一步包含使所述金屬硫氧基鹽與氫氧化鈣以水溶液形式反應，其中所述金屬硫氧基鹽中的所述金屬包含第ia族或第iia族金屬，其中 產生包含所述金屬、水、氫氧化物和固體的混合物，且其中所述固體包含至少一種選自由以下各物組成的清單的物質硫酸鈣、半水合 硫酸鈣、二水合硫酸鈣、亞硫酸鈣、亞硫酸氫鈣、二水合亞硫酸鈣和任何其組合。
19. 根據權利要求18所述的方法，其中所述氫氧化鈣是通過使f丐和氧化f丐中的至少一個與水反應來形成。
20.根據權利要求18-所述的方法，其中使用來自至少一種選自由以下過程組成 的清單的過程的能量來加熱水和/或蒸汽硫酸反應(SAR)或硫酸接觸法(SCAP); 硫氧基鹽的形成；氫氧化鈣的形成；電解單元；硫氧基鈣鹽的形成；pH值的調節； 滷素二氧化物的形成；金屬滷酸鹽的形成；金屬滷化物酸的形成；滷化物酸的形成； 和任何其組合。
21. 根據權利要求20所述的方法，其中 所述經加熱的水和/或蒸汽至少部分用於加熱至少一種選自由以下過程組成的清單的過程所述水相反應，金屬氫氧化物與滷化物酸的反應以形成金屬次滷酸鹽， 加熱和/或乾燥硫氧基轉鹽， 加熱和/或乾燥金屬硫氧基鹽，和 任何其組合。
22. 根據權利要求18所述的方法，其進一步包含分離所述水溶液與所述固體，如此獲得包含所述第IA族或第IIA族金屬氫氧化物的水溶液，且 獲得包含所述固體、所述第IA族或第IIA族金屬氫氧化物和水的潮溼固相。
23. 根據權利要求22所述的方法，其進一步包含用水稀釋所述潮溼固相從而產 生包含第IA族或第IIA族金屬氫氧化物、水和固體的混合物，其中所述固體包含至少一種選自由以下各物組成的清單的物質硫酸鈣、半水合 硫酸鈣、二水合硫酸鈣、亞硫酸鈣、亞硫酸氫鈣、二水合亞硫酸鈣和任何其組合， g巾所述第IA族或第IIA族金屬氫氧化物在所述混合物中的濃度小於之前的濃 度，且其中分離所述水溶液與所述固體，如此獲得包含所述第IA族或第IIA族金屬氫氧化物的水溶液，且 獲得包含所述固體、所述第IA族或第IIA族金屬氫氧化物和水的潮溼固相。
24. 根據權利要求23所述的方法，其進行若干次，如此所述第IA族或第IIA族金屬氫氧化物在水溶液中的濃度降低，且 產生最終潮溼固相。
25. 根據權利要求22、 23或24所述的方法，其中通過振動所述混合物促進所述 分離。
- — —
26. 根據權利要求22、 23或24所述的方法，其中使至少一部分所述第IA族或第 IIA族金屬氫氧化物水溶液與滷化物酸反應以形成第IA族或第IIA族金屬次卣酸鹽溶 液，且其中所述第IA族或第IIA族金屬次滷酸鹽溶液的形成包含至少一種選自由以下反 應組成的清單的反應連續攪拌釜式反應、間歇攪拌釜式反應、塞流式反應和任 何其組合。
27. 根據權利要求24所述的方法，其進一步包含用硫氧基酸調節所述最終潮溼 固相的pH值。
28. 根據權利要求24或27所述的方法，其進一步包含乾燥所述最終潮溼固相。
29. 根據權利要求l所述的方法，其中所述多核金屬化合物包含將硫氧基酸加入 所述金屬滷化物溶液與至少一種金屬的水相反應中所得的SOx部分。
30. 根據權利要求29所述的方法，其中所述水相反應是在高剪切下進行。
31. 根據權利要求l所述的方法，其進一步包含通過形成至少一種選自由以下各物組成的清單的物質來產生蒸汽由S和空氣形成S02、由S和02形成S02、由S02和 空氣形成SCb、由S02和02形成S03、由S02和H20形成所述H2S03、由S03和H20形成 所述H2S04、由H2S04和S03形成發煙硫酸、由發煙硫酸和H20形成所述H2S04和任何其組合。
32. 根據權利要求31所述的方法，其中所述蒸汽至少部分用於給空氣分離法 (ASP)提供動力，且其中所述ASP提供02和N2中的至少一個。
33. 根據權利要求31所述的方法，其中使所述S02與至少一種選自由以下各物 組成的清單的物質反應金屬氫氧化物以形成金屬亞硫酸鹽， 金屬碳酸鹽以形成金屬亞硫酸氫鹽，金屬滷酸鹽和H2S04以形成相應的滷素二氧化物，和任何其組合。
34. 根據權利要求33所述的方法，其中至少一部分所述蒸汽至少部分用於進行至少一種選自由以下過程組成的清單的過程將鋁土礦精煉為礬土、加熱所述金屬滷化物溶液與至少一種金屬的水相反應、自金屬硫氧基鹽蒸發H20、使亞滷酸鹽降解為滷化物、加熱S、運行使產生電的發電機運行的汽輪機、加熱所述金屬氫氧化物與滷化物酸的反應以形成金屬次滷酸鹽和任何其組合。
35. 根據權利要求34所述的方法，其中所述電至少部分用於給ASP提供動力， 且其中所述ASP產生02和N2中的至少一個。
36. 根據權利要求34所述的方法，其中所述電至少部分用於電解單元中以形成至少一種選自由以下各物組成的清單的物質由H20形成02、由02形成03、由H20 形成H2、在產生H202的過程中由H2S04形成H2S208、由金屬滷化物溶液形成金屬次滷酸鹽、由金屬滷化物鹽形成金屬滷酸鹽、由金屬滷化物鹽形成金屬氫氧化物和滷 化物酸和任何其組合。
37. 根據權利要求36所述的方法，其中所述金屬滷化物鹽中的金屬包含至少一 種選自由以下金屬組成的清單的金屬銨、第IA族金屬、第IIA族金屬、第IIIB族金 屬、第VIII族金屬、第1B族金屬、第IIB族金屬、第IIIA族金屬、鈉、鈣、鉀、鎂、 鋁、銅和任何其組合。
38. 根據權利要求36所述的方法，其中所述滷化物、次滷酸鹽、亞滷酸鹽或滷 酸鹽的所述滷素包含氯或溴。
39. 根據權利要求36所述的方法，其中所述金屬滷化物溶液包含廢棄催化劑或 廢棄鹽水。
40. 根據權利要求36所述的方法，其中至少一部分所述滷化物酸用於形成至少 一種選自由以下相應物質組成的清單的物質次滷酸鹽、亞滷酸鹽、滷酸鹽、所述 滷離子的可利用氧化物形式、呈二氧化物形式的所述滷離子和任何其組合。
41. 根據權利要求36所述的方法，其進一步包含形成滷素的可利用氧化物形 式，包括滷素二氧化物，其中所述形成是用至少一種選自由以下所述相應物質組成的清單的物質進行滷 化物、次滷酸鹽、滷化物酸、亞滷酸鹽、卣酸鹽和任何其組合，其中在所述電解單元(EU)中形成所述滷化物酸、次滷酸鹽、滷化物酸、亞滷酸 鹽和滷酸鹽中的至少一個。
42. 根據權利要求36所述的方法，其中所述H2至少部分用於至少一個選自由 以下情形組成的清單的情形中使產生電的發電機運行的發動機， 產生電的燃料電池，和加熱所述金屬滷化物鹽與硫氧基酸之間的反應。
43. 根據權利要求42所述的方法，其中所述電至少部分用於所述電解單元中。
44. 一種製備多核金屬化合物的方法，所述化合物包含至少一種+2或+3價態的 金屬，且其中 '由金屬滷化物溶液與至少一種金屬的水相反應形成所述多核金屬化合物，且其中所述金屬滷化物溶液包含至少一種+2或+3價態的金屬，且其中 所述至少一種金屬包含0、 +2或+3價態的金屬，且如果其處於0價態，那麼 能夠變為+2或+3價態，且其中所述水相反應是在高剪切下進行。
45. 根據權利要求44所述的方法，其中在同一容器中，a) 由所述滷化物酸在水中的反應形成所述滷化物酸的水溶液，b) 由所述金屬在所述滷化物酸中的反應形成所述金屬滷化物溶液，且c) 由所述至少一種金屬在所述金屬滷化物溶液中的反應形成所述多核金屬化 合物。
46. 根據權利要求44所述的方法，其中存在至少一種以下情況 所述金屬滷化物溶液中的所述金屬為鋁且所述至少一種金屬為鋁， 所述金屬滷化物溶液中的所述金屬為鋁且所述至少一種金屬為至少一種除鋁之外的金屬，所述金屬滷化物溶液中的所述金屬為除鋁之外的金屬且所述至少一種金屬 為鋁，和所述金屬滷化物溶液中的所述金屬和所述至少一種金屬為除鋁之外的金屬。
47. 根據權利要求44所述的方法，其中所述金屬滷化物溶液中的所述金屬或所 述至少一種金屬包含至少一種選自由以下金屬組成的清單的金屬鋁、鈣、鎂、鋯、銅、錫、金、銀、CaO、 Ca(OH)2、 CaC03、 11202和任何其組合。
48. 根據權利要求44所述的方法，其中所述至少一種金屬為選自由以下形式組成的清單的形式鹼金屬、氧化物、氫氧化物、碳酸鹽和任何其組合。
49. 根據權利要求44所述的方法，其中所述多核金屬化合物中的所述齒離子包 含氯和溴中的至少一個。
50. 根據權利要求44所述的方法，其中所述多核金屬化合物進一步包含至少一種選自由以下各物組成的清單的物質硫酸鹽、磷酸鹽、碳酸鹽、矽酸鹽、硝酸鹽 和任何其組合。
51. 根據權利要求44所述的方法，其中所述金屬滷化物溶液中的所述金屬或所述至少一種金屬包含至少一種選自由以下金屬組成的群組的金屬銨、第ja族金屬、第iia族金屬、第niB族金屬、第vm族金屬、第1b族金屬、第iib族金屬、第iiia族金屬、鈉、鈣、鉀、鎂、鋁、銅和任何其組合。
52. 根據權利要求44所述的方法，其中所述金屬滷化物溶液包含廢棄催化劑或 廢棄鹽水。
53. —種由金屬滷化物鹽與硫氧基酸的反應製備滷化物酸和金屬硫氧基鹽的方 法，所述方法包含反應器，其中所述反應器包含至少一個螺旋鑽和/或壓出機，其中所述螺旋鑽/壓出機型反應器包含用於所述金屬滷化物鹽與所述硫氧基酸的 混合/反應部分，且其中所述反應器包含至少一個去除所述滷化物酸的排放口。
54. 根據權利要求53所述的方法，其在所述反應器中進一步包含計量所述金屬 滷化物鹽的計量部分。
55. 根據權利要求53所述的方法，其中所述硫氧基酸含有至少一部分來自sar 的形成能。
56. 根據權利要求53所述的方法，其在所述反應器上進一步包含外部加熱裝置，其中所述反應器是通過至少一種選自由以下方式組成的清單的方式加熱水、蒸 汽、H2的燃燒、天然氣的燃燒和任何其組合。
57. 根據權利要求53所述的方法，其在所述反應器上進一步包含外部冷卻裝 置，其中所述反應器是通過水套冷卻。
58. 根據權利要求53所述的方法，其進一步包含將金屬氫氧化物加入所述反應 器中，其中所述金屬氫氧化物與任何殘餘硫氧基酸反應，從而改變pH值同時形成金屬硫氧基鹽。
59. 根據權利要求53所述的方法，其進一步包含自所述反應器轉移所述滷化物 酸的噴水器。
60. 根據權利要求53所述的方法，其進一步包含自所述反應器轉移所述滷化物 酸氣體的壓縮機。
61. —種製備至少一種消毒劑或氧化劑的方法，其中通過電解形成所述消毒劑或氧化劑，且其中用於所述電解的電是在由汽輪機運行的發電機中產生，其中 所述汽輪機是由蒸汽能運行，且其中運行所述汽輪機的所述蒸汽能是自至少一種選自由以下過程組成的清單的 過程的形成能獲得由S和空氣形成S02、由S和02形成S02、由S02和空氣形成S03、由S02和02形成S03、由S02和H20形成所述H2S03、由803和1120 形成所述H2S04、由H2S04和S03形成發煙硫酸、由發煙硫酸和H20形成所述 H2S04和任何其組合。
62.根據權利要求61所述的方法，其中使所述S02與至少一種選自由以下各物組成的清單的物質反應金屬氫氧化物以形成金屬亞硫酸鹽， 金屬碳酸鹽以形成金屬亞硫酸氫鹽，金屬滷酸鹽和H2S04以形成相應的滷素二氧化物，和任何其組合。
63. 根據權利要求61所述的方法，其中所述電解形成至少一種選自由以下各物組成的清單的物質由1120形成02、由1120形成03、由H20形成H202、由金屬滷化物鹽形成金屬次滷酸鹽、由金屬滷化物鹽形成金屬亞滷酸鹽、由滷化物金屬鹽形成 金屬滷酸鹽、由滷化物金屬鹽形成金屬氫氧化物和滷化物酸和任何其組合。
64. 根據權利要求63所述的方法，其中所述金屬滷化物鹽中的金屬包含至少一 種選自由以下金屬組成的群組的金屬銨、第IA族金屬、第IIA族金屬、第IIIB族金 屬、第VIII族金屬、第1B族金屬、第IIB族金屬、第IIIA族金屬、鈉、鈣、鉀、鎂、 鋁、銅和任何其組合。
65. 根據權利要求63所述的方法，其中所述金屬包含鈉。
66. 根據權利要求63所述的方法，其中所述滷離子包含氯和溴中的至少一個。
67. 根據權利要求63所述的方法，其中所述金屬滷化物包含廢棄催化劑和廢棄 鹽水中的至少一個。
68. 根據權利要求63所述的方法，其中所述H2至少部分用於至少一個選自由以 下情形組成的清單的情形中使產生電的發電機運行的發動機，產生電的燃料電池，和加熱金屬滷化物鹽與硫氧基酸之間的反應。-
69.根據權利要求63所述的方法，其中至少一部分所述滷化物酸用於產生至少 一種選自由以下相應物質組成的清單的物質滷化物、次滷酸鹽、亞滷酸鹽、滷酸 鹽、滷素的可利用氧化物形式、所述滷離子的滷素二氧化物和任何其組合。
70. 根據權利要求63所述的方法，其進一步包含形成滷素的任何可利用氧化物 形式，包括滷素二氧化物，其中所述形成是用至少一種選自由以下所述相應物質組成的清單的物質進行滷 化物、次滷酸鹽、滷化物酸、亞滷酸鹽、滷酸鹽和任何其組合。
71. 根據權利要求61所述的方法，其進一步包含形成滷素二氧化物，其中 所述消毒劑和/或氧化劑為金屬滷酸鹽，且其中進一步使所述滷酸鹽反應以由所述金屬滷酸鹽形成所述滷素二氧化物。
72. 根據權利要求71所述的方法，其中使所述金屬滷酸鹽與硫氧基酸和S02反應以形成所述滷素二氧化物。
73. 根據權利要求71所述的方法，其中使所述金屬滷酸鹽與硫氧基酸和11202反 應以形成所述滷素二氧化物。
74. 根據權利要求71所述的方法，其中存在至少一種以下情況所述滷素為氯 和所述滷酸鹽為氯酸鹽。
75. 根據權利要求74所述的方法，其中所述H202是至少部分由所述電解製造。
76. 根據權利要求72或73所述的方法，其中所述硫氧基酸為H2S04。
77. 根據權利要求71所述的方法，其中所述滷素二氧化物的形成產生包含硫酸 根和硫酸氫根中的至少一個的金屬硫氧基鹽。
78. 根據權利要求77所述的方法，其中所述金屬滷化物鹽中的金屬包含第IA族 或第IIA族金屬。
79. 根據權利要求77所述的方法，其進一步包含使所述金屬硫氧基鹽與氫氧化 鈣以水溶液形式反應，其中所述金屬硫氧基鹽中的所述金屬包含第IA族或第IIA族金屬，其中 產生包含第IA族或第IIA族金屬氫氧化物、水和固體的混合物，且其中所述固體包含至少一種選自由以下各物組成的清單的物質硫酸鈣、半水合硫酸鈣、二水合硫酸鈣、亞硫酸鈣、亞硫酸氫鈣、二水合亞硫酸鈣和任何其組合。
80. 根據權利要求79所述的方法，其中所述氫氧化鈣是通過使鈣和氧化鈣中的至 少一個與水反應來形成。
81. 根據權利要求79所述的方法，其中使用來自至少一種選自由以下過程組成的清單的過程的能量來加熱水和/或蒸汽SAR或SCAP;硫氧基鹽的形成；氫氧化 鈣的形成;電解單元；硫氧基鈣鹽的形成；pH值的調節；滷素二氧化物的形成；金 屬滷酸鹽的形成；金屬滷化物酸的形成；滷化物酸的形成；和任何其組合。
82. 根據權利要求81所述的方法，其中所述經加熱的水和/或蒸汽至少部分用於加熱至少一種選自由以下反應組成 的清單的反應金屬滷化物溶液與金屬的水相反應以形成多核金屬化合物，金屬氫氧化物與滷化物酸的反應以形成金屬次滷酸鹽，加熱和/或乾燥硫氧基鈣鹽，加熱和/或乾燥金屬硫氧基鹽，和任何其組合。
83. 根據權利要求79所述的方法，其進一步包含分離所述水溶液與所述固體，如此獲得包含所述第IA族或第IIA族金屬氫氧化物的水溶液，且 獲得包含所述固體、所述第IA族或第IIA族金屬氫氧化物和水的潮溼固相。
84. 根據權利要求83所述的方法，其進一步包含用水稀釋所述潮溼固相從而產 生包含第IA族或第IIA族金屬氫氧化物、水和固體的混合物，其中所述固體包含至少一種選自由以下各物組成的清單的物質硫酸鈣、半水合 硫酸鈣、二水合硫酸鈣、亞硫酸鈣、亞硫酸氫鈣、二水合亞硫酸鈣和任何其組合， 其中所述第IA族或第IIA族金屬氫氧化物在所述混合物中的濃度小於之前的濃 度，且其中分離所述水溶液與所述固體，如此獲得包含所述第IA族或第IIA族金屬氫氧化物的水溶液，且 獲得包含所述固體、所述第IA族或第IIA族金屬氫氧化物和水的潮溼固相。
85. 根據權利要求84所述的方法，其進行若干次，如此所述第IA族或第IIA族金屬氫氧化物在水溶液中的濃度降低，且 產生最終潮溼固體。
86. 根據權利要求82、 83或84所述的方法，其中通過振動所述混合物促進所述 分離。
87. 根據權利要求82、 83或84所述的方法，其中使至少一部分所述第IA族或第IIA族金屬氫氧化物水溶液與滷化物酸反應以形成第IA族或第IIA族金屬次滷酸鹽溶液，且其中所述第IA族或第IIA族金屬次滷酸鹽溶液的形成包含至少一種選自由以下反 應組成的清單的反應連續攪拌釜式反應、間歇攪拌釜式反應、塞流式反應和任 何其組合。
88. 根據權利要求84所述的方法，其進一步包含用硫氧基酸調節所述最終潮溼 固相的pH值。
89. 根據權利要求84或88所述的方法，其進一步包含乾燥所述最終潮溼固相。
90. 根據權利要求71所述的方法，其進一步包含由所述滷素二氧化物形成金屬 亞卣酸鹽。
91. 根據權利要求90所述的方法，其中所述金屬包含鈉。
92. 根據權利要求90所述的方法，其中所述金屬亞滷酸鹽是由所述滷素二氧化 物與H202和第IA族或第IIA族金屬氫氧化物的反應形成。
93. 根據權利要求92所述的方法，其中所述11202是至少部分由所述電解製造。
94. 根據權利要求卯所述的方法，其中所述金屬亞滷酸鹽的形成產生包含硫酸 根和硫酸氫根中的至少一個的金屬硫氧基鹽。
95. 根據權利要求94所述的方法，其進一步包含使所述金屬硫氧基鹽與氫氧化 鈣以水溶液形式反應，其中所述金屬硫氧基鹽中的所述金屬包含第IA族或第IIA族金屬，其中 產生包含第IA族或第IIA族金屬氫氧化物、水和固體的混合物，且其中 所述固體包含至少一種選自由以下各物組成的清單的物質硫酸鈣、半水合 硫酸鈣、二水合硫酸鈣、亞硫酸鈣、亞硫酸氫鈣、二水合亞硫酸鈣和任何其組合。
96. 根據權利要求95所述的方法，其中所述氫氧化鈣是通過使鈣和氧化鈣中的 至少一個與水反應來形成。
97. 根據權利要求95所述的方法，其中使用來自至少一種選自由以下過程組成的清單的過程的能量來加熱水和/或蒸汽SAR或SCAP;硫氧基鹽的形成；氫氧化 鈣的形成；電解單元；硫氧基鈣鹽的形成；pH值的調節；滷素二氧化物的形成；金 屬滷酸鹽的形成；金屬滷化物酸的形成；滷化物酸的形成；和任何其組合。
98. 根據權利要求97所述的方法，其中 所述經加熱的水和/或蒸汽至少部分用於加熱至少一種選自由以下反應組成的清單的反應-金屬滷化物溶液與金屬的水相反應以形成多核金屬化合物，金屬氫氧化物與滷化物酸的反應以形成金屬次卣酸鹽， 加熱和/或乾燥硫氧基鈣鹽， 加熱和/或乾燥金屬硫氧基鹽，和 任何其組合。
99. 根據權利要求95所述的方法，其進一步包含分離所述水溶液與所述固體，如此獲得包含所述第IA族或第IIA族金屬氫氧化物的水溶液，且 獲得包含所述固體、所述第IA族或第IIA族金屬氫氧化物和水的潮溼固相。
100. 根據權利要求99所述的方法，其進一步包含用水稀釋所述潮溼固相從而產 生包含所述第IA族或第IIA族金屬氫氧化物、水和固體的混合物，其中所述固體包含至少一種選自由以下各物組成的清單的物質硫酸鈣、半水合 硫酸鈣、二水合硫酸鈣、亞硫酸鈣、亞硫酸氫,丐、二水合亞硫酸鈣和任何其組合， 其中所述第IA族或第IIA族金屬氫氧化物在所述混合物中的濃度小於之前的濃 度，且其中分離所述水溶液與所述固體，如此獲得包含所述第IA族或第IIA族金屬氫氧化物的水溶液，且 獲得包含所述固體、所述第IA族或第IIA族金屬氫氧化物和水的潮溼固相。
101. 根據權利要求IOO所述的方法，其進行若干次，如此所述第IA族或第IIA族金屬氫氧化物在水溶液中的濃度降低，且 產生最終潮溼固相。
102. 根據權利要求99、 100或101所述的方法，其中通過振動所述混合物促進所 述分離。
103. 根據權利要求99、 100或101所述的方法，其中使至少一部分所述第IA族或 第IIA族金屬氫氧化物水溶液與滷化物酸反應以形成第IA族或第IIA族金屬次滷酸鹽 溶液，且其中所述第IA族或第IIA族金屬次滷酸鹽溶液的形成包含至少一種選自由以下反 應組成的清單的反應連續攪拌釜式反應、間歇攪拌釜式反應、塞流式反應和任 何其組合。
104. 根據權利要求101所述的方法，其進一步包含用硫氧基酸調節所述最終潮溼固相的pH值。- - - -
105. 根據權利要求101或104所述的方法，其進一步包含乾燥所述最終潮溼固相。
106. 根據權利要求61所述的方法，其進一步包含使金屬滷化物鹽與所述H2S03 和H2S04中的至少一個反應以產生滷化物酸，和包含至少一個選自由以下部分組成的清單的部分的金屬硫氧基鹽硫酸根、硫酸氫根、亞硫酸根、亞硫酸氫根和任何其組合。
107. 根據權利要求106所述的方法，其中所述金屬滷化物鹽中的金屬包含第IA族 或第IIA族金屬。
108. 根據權利要求106所述的方法，其中所述金屬滷化物鹽中的金屬包含鈉。
109. 根據權利要求106所述的方法，其進一步包含使所述金屬硫氧基鹽與氫氧 化鈣以水溶液形式反應，其中所述金屬硫氧基鹽中的所述金屬為第IA族或第IIA族金屬，其中 產生包含第IA族或第IIA族金屬氫氧化物、水和固體的混合物，且其中 所述固體包含至少一種選自由以下各物組成的清單的物質硫酸鈣、半水合 硫酸鈣、二水合硫酸鈣、亞硫酸鈣、亞硫酸氫鈣、二水合亞硫酸鈣和任何其組合。
110. 根據權利要求109所述的方法，其中所述氫氧化鈣是通過使鈣和氧化轉中的 至少一個與水反應來形成。
111. 根據權利要求109所述的方法，其中使用來自至少一種選自由以下過程組成的清單的過程的能量來加熱水和/或蒸汽SAR或SCAP;硫氧基鹽的形成；氫氧化 鈣的形成；電解單元；硫氧基鈣鹽的形成；pH值的調節；滷素二氧化物的形成；金 屬滷酸鹽的形成；金屬滷化物酸的形成；滷化物酸的形成；和任何其組合。
112. 根據權利要求111所述的方法，其中 所述經加熱的水和/或蒸汽至少部分用於加熱至少一種選自由以下反應組成的清單的反應金屬滷化物溶液與金屬的水相反應以形成多核金屬化合物，金屬氫氧化物與滷化物酸的反應以形成金屬次滷酸鹽，加熱和/或乾燥硫氧基鈣鹽，加熱和/或乾燥金屬硫氧基鹽，和任何其組合。
113.:根據權利要求109所述的方法，其進一步包含分離所述水溶液與所述固體，如此 - - - 獲得包含所述第IA族或第IIA族金屬氫氧化物的水溶液，且 獲得包含所述固體、所述第IA族或第IIA族金屬氫氧化物和水的潮溼固相。
114. 根據權利要求113所述的方法，其進一步包含用水稀釋所述潮溼固相從而 產生包含所述第IA族或第IIA族金屬氫氧化物、水和固體的混合物，其中所述固體包含至少一種選自由以下各物組成的清單的物質硫酸鈣、半水合 硫酸鈣、二水合硫酸鈣、亞硫酸鈣、亞硫酸氫f丐、二水合亞硫酸鈣和任何其組合， 3巾所述第IA族或第IIA族金屬氫氧化物在所述混合物中的濃度小於之前的濃 度，且其中分離所述水溶液與所述固體，如此獲得包含所述第IA族或第IIA族金屬氫氧化物的水溶液，且 獲得包含所述固體、所述第IA族或第IIA族金屬氫氧化物和水的潮溼固相。
115. 根據權利要求114所述的方法，其進行若干次，如此所述第IA族或第IIA族金屬氫氧化物在水溶液中的濃度降低，且 產生最終潮溼固相。
116. 根據權利要求113、 114或115所述的方法，其中通過振動所述混合物促進 所述分離。
117. 根據權利要求113、 114或115所述的方法，其中使至少一部分所述第IA 族或第IIA族金屬氫氧化物水溶液與滷化物酸反應以形成第IA族或第IIA族金屬次 滷酸鹽溶液，且其中所述第IA族或第IIA族金屬次滷酸鹽溶液的形成包含至少一種選自由以下反 應組成的清單的反應連續攪拌釜式反應、間歇攪拌釜式反應、塞流式反應和任 何其組合。
118. 根據權利要求115所述的方法，其進一步包含用硫氧基酸調節所述最終潮溼 固相的pH值。
119. 根據權利要求115或118所述的方法，其進一步包含乾燥所述最終潮溼固相。
120. —種製備水溶液形式的金屬氫氧化物的方法，其中使第IA族或第IIA族金屬 硫氧基鹽與鈣部分反應，從而產生包含第IA族或第IIA族金屬氫氧化物、水和硫氧基 鈣鹽的混合物，其中所述硫氧基鈣鹽包含至少一種選自由以下各物組成的清單的物質硫酸鈣、半水合硫酸鈣、二水合硫酸鈣、亞硫酸鈣、亞硫酸氫轉、二水合亞硫酸鈣和任何 其組合，且其中分離所述混合物從而形成包含所述第IA族或第IIA族金屬氫氧化物的水溶液，和包含所述硫氧基鈣鹽、所述第IA族或第IIA族金屬氫氧化物和水的潮溼固相。
121. 根據權利要求120所述的方法，其中使用來自至少一種選自由以下過程組 成的清單的過程的能量來加熱水和/或蒸汽SAR或SCAP;硫氧基鹽的形成；氫氧 化鈣的形成；電解單元；硫氧基鈣鹽的形成；pH值的調節；齒素二氧化物的形成； 金屬滷酸鹽的形成；金屬滷化物酸的形成；滷化物酸的形成；和任何其組合。
122. 根據權利要求121所述的方法，其中 所述經加熱的水和/或蒸汽至少部分用於加熱至少一種選自由以下反應組成的清單的反應金屬滷化物溶液與金屬的水相反應以形成多核金屬化合物，金屬氫氧化物與滷化物酸的反應以形成金屬次滷酸鹽，加熱和/或乾燥硫氧基鈣鹽，加熱和/或乾燥金屬硫氧基鹽，和任何其組合。
123. 根據權利要求120所述的方法，其進一步包含用水稀釋所述潮溼固相從而 產生包含所述第IA族或第IIA族金屬氫氧化物、水和固體的混合物，其中所述固體包含至少一種選自由以下各物組成的清單的物質硫酸鈣、半水合硫酸鈣、二水合硫酸鈣、亞硫酸鈣、亞硫酸氫鈣、二水合亞硫酸鈣和任何其組合， 其中所述第IA族或第IIA族金屬氫氧化物在所述混合物中的濃度小於之前的濃 度，且其中分離所述水溶液與所述固體，如此獲得包含所述第IA族或第IIA族金屬氫氧化物的水溶液，且 獲得包含所述固體、所述第IA族或第IIA族金屬氫氧化物和水的潮溼固相。
124. 根據權利要求123所述的方法，其進行若干次，如此所述第IA族或第IIA族金屬氫氧化物在水溶液中的濃度降低，且 產生最終潮溼固相。
125. 根據權利要求122、 123或124所述的方法，其中通過振動所述混合物促進所 述分離。
— — —
126. 根據權利要求122、 123或124所述的方法，其中使至少一部分所述第IA族或 第IIA族金屬氫氧化物水溶液與滷化物酸反應以形成金屬次滷酸鹽溶液，且其中所述第IA族或第IIA族金屬次滷酸鹽溶液的形成包含至少一種選自由以下反 應組成的清單的反應連續攪拌釜式反應、間歇攪拌釜式反應、塞流式反應和任 何其組合。
127. 根據權利要求124所述的方法，其進一步包含用硫氧基酸調節所述最終潮溼 固相的pH值。
128. 根據權利要求124或127所述的方法，其進一步包含乾燥所述最終潮溼固相。
129. 根據權利要求62、 69、 70、 71、 72或73所述的方法，其中所述滷素二氧化 物的形成包含填充塔。
130. 根據權利要求90或92所述的方法，其中所述金屬亞滷酸鹽的形成包含填充塔。
131. —種製備02的方法，所述方法包含 形成至少一種選自由以下各物組成的清單的物質由S和空氣形成S02、由S和02形成S02、由S02和空氣形成S03、由S02和02形成S03、由S02和H20 形成所述H2S03、由S03和H20形成所述H2S04、由H2S04和S03形成發煙硫酸、 由發煙硫酸和H20形成所述H2S04和任何其組合，其中 所述形成的能量用於產生蒸汽，且其中所述蒸汽用於進行至少一個選自由以下過程組成的清單的過程運行汽輪機以產生電，其中所述電用於將H20電解為H2和所述02，運行汽輪機以產生電，其中所述電用於給ASP提供動力， 運行蒸汽機，其中所述蒸汽機給ASP提供動力，和 任何其組合。
132. 根據權利要求131所述的方法，其進一步包含使用至少一部分所述電將所述 02電解為03。
133. 根據權利要求131所述的方法，其中所述H2至少部分用於至少一個選自由以 下情形組成的清單的情形中使產生電的發電機運行的內燃機， 產生電的燃料電池，和加熱金屬滷化物鹽與硫氧基酸之間的反應的加熱器。
134. —種生產多核金屬化合物的製造設施，所述製造設施包含:- 一個或一個以上界定工藝流程路徑的單元，其中至少一個或一個以上單元由金屬滷化物溶液與至少一種金屬的水相反應形 成所述多核金屬化合物，其中所述金屬滷化物溶液包含至少一種+2或+3價態的金屬，其中所述至少一種金屬包含0、 +2或+3價態的金屬，且如果其處於0價態，那麼 能夠變為+2或+3價態，其中一個或一個以上單元通過使所述金屬滷化物溶液的金屬與滷化物酸反應形 成所述金屬滷化物溶液，其中所述滷化物酸的形成包含包括所述滷化物酸的相應卣離子的金屬齒化物鹽 的反應，其中所述一個或一個以上通過使包含所述滷化物酸的相應滷離子的金屬滷化物鹽與硫氧基酸反應而形成所述滷化物酸的單元位於以下單元的上遊一個或一個以上通過使所述金屬滷化物溶液的金屬與滷化物酸反應而形成所述金屬滷化物溶液的單元，以及位於以下單元的上遊所述一個或一個以上通過使所述金屬卣化物溶液的金屬與卣化物酸反應而 形成所述金屬齒化物溶液的單元。
135. 根據權利要求134所述的製造設施，其中存在至少一種以下情況所述金屬滷化物溶液中的所述金屬為鋁且所述至少一種金屬為鋁， 所述金屬滷化物溶液中的所述金屬為鋁且所述至少一種金屬為至少一種除 鋁之外的金屬，所述金屬滷化物溶液中的所述金屬為除鋁之外的金屬且所述至少一種金屬 為鋁，及所述金屬滷化物溶液中的所述金屬和所述至少一種金屬為除鋁之外的金屬。
136. 根據權利要求134所述的製造設施，其中所述至少一個或一個以上由金屬 滷化物溶液與至少一種金屬的水相反應形成所述多核金屬化合物的單元，和所述一個或一個以上通過使所述金屬卣化物溶液的金屬與滷化物酸反應形 成所述金屬滷化物溶液的單元，包含相同的一個或一個以上單元。
137. 根據權利要求134所述的製造設施，其中所述金屬滷化物溶液中的所述金屬或所述至少一種金屬包含至少一種選自由以下金屬組成的清單的金屬鋁、鈣、鎂、鋯、銅、錫、金、銀、CaO、 Ca(OH)2、 CaC03、 &02和任何其組合。-
138. 根據權利要求134所述的製造設施，其中所述至少一種金屬為選自由以下形 式組成的清單的形式鹼金屬、氧化物、氫氧化物、碳酸鹽和任何其組合。
139. 根據權利要求134所述的製造設施，其中所述滷離子包含氯和溴中的至少一個。
140. 根據權利要求134所述的製造設施，其中所述多核金屬化合物進一步包含至少一種選自由以下各物組成的清單的物質硫酸鹽、磷酸鹽、碳酸鹽、矽酸鹽、硝酸鹽和任何其組合。
141. 根據權利要求134所述的製造設施，其中所述金屬滷化物溶液中的所述金屬或所述至少一種金屬包含至少一種選自由以下金屬組成的群組的金屬銨、第IA族金屬、第IIA族金屬、第IIIB族金屬、第VIII族金屬、第1B族金屬、第IIB族金屬、第 IIIA族金屬、鈉、鈣、鉀、鎂、鋁、銅和任何其組合。
142. 根據權利要求134所述的製造設施，其中所述金屬滷化物溶液包含廢棄催化 劑或廢棄鹽水。
143. 根據權利要求134所述的製造設施，其中所述硫氧基酸包含H2S04。
144. 根據權利要求134所述的製造設施，其中所述金屬滷化物溶液與至少一種金 屬的水相反應是在高剪切下進行。
145. 根據權利要求134所述的製造設施，其中所述金屬滷化物鹽中的金屬包含第 IA族或第IIA族金屬。
146. 根據權利要求134所述的製造設施，其中所述金屬滷化物鹽中的金屬包含鈉。
147. 根據權利要求134所述的製造設施，其中不存在至少一種選自由以下各物組 成的群組的物質的車載運輸滷化物酸、金屬滷化物溶液、硫氧基酸和任何其組合。
148. 根據權利要求134所述的製造設施，其中所述金屬滷化物溶液與至少一種金 屬的水相反應是在包含至少一個選自由以下反應器組成的清單的反應器的單元中進行間歇攪拌釜式反應器、連續攪拌釜式反應器、塞流式反應器和任何其組合。
149. 根據權利要求134所述的製造設施，其中所述硫氧基酸是由包含硫酸接觸法 的單元形成。
150. 根據權利要求134所述的製造設施，其中所述金屬滷化物鹽與硫氧基酸的反 應產生包含至少一個選自由以下部分組成的清單的部分的金屬硫氧基鹽硫酸根、 硫酸氫根、亞硫酸根、亞硫酸氫根和任何其組合。
151. 根據權利要求150所述的製造設施，其進一歩包含至少一個使所述金屬硫氧 基鹽與氫氧化鈣以水溶液形式反應的單元，所述至少一個單元位於所述一個或一個 以上使包含所述滷化物酸的相應滷離子的金屬滷化物鹽與硫氧基酸反應的單元的 下遊，其中所述金屬硫氧基鹽中的所述金屬為第IA族或第IIA族金屬，其中 在所述至少一個使所述第IA族或第IIA族金屬硫氧基鹽與氫氧化鈣以水溶液 形式反應的單元中產生混合物，所述混合物包含第IA族或第IIA族金屬氫氧化物、水和固體，其中所述固體包含至少一種選自由以下各物組成的清單的物質硫酸鈣、半水合硫酸鈣、二水合硫酸鈣、亞硫酸鈣、亞硫酸氫鈣、二水合亞硫酸鈣和任何其組合。
152. 根據權利要求151所述的製造設施，其中所述氫氧化鈣是在使鈣和氧化鈣 中的至少一個與水反應的單元中形成，且其中所述使鈣和氧化鈣中的至少一個與水反應的單元位於以下單元的上遊所述至少一個使所述第IA族或第IIA族金屬硫氧基鹽與氫氧化鈣以水溶液形 式反應的單元。
153. 根據權利要求151所述的製造設施，其中由形成至少一種選自由以下所述 物質組成的清單的物質所產生的能量通過進行熱轉移的設備轉移到水和/或蒸汽從 而向所述水和/或蒸汽提供更高的溫度或能量混合物、金屬硫氧基鹽、金屬卣化物溶液、卣化物酸、硫氧基酸、氫氧化鈣 和任何其組合。
154. 根據權利要求152所述的製造設施，其中 所述水能和/或蒸汽能至少部分通過進行熱轉移的設備轉移到至少一種選自由以下情形組成的清單的情形中所述金屬滷化物溶液與至少一種金屬的水相反應， 使金屬氫氧化物與滷化物酸反應以形成金屬次卣酸鹽的單元， 進行加熱和/或乾燥固體的單元，和任何其組合。
155. 根據權利要求151所述的製造設施，其進一步包含至少一個分離所述水溶 液與所述固體的單元，如此獲得包含所述第IA族或第IIA族金屬氫氧化物的水溶液，且獲得包含所述固體、所述第IA族或第IIA族金屬氫氧化物和水的潮溼固相，其中 所述分離所述水溶液與所述固體的單元位於所述至少一個使所述第IA族或 第IIA族金屬硫氧基鹽與氫氧化鈣以水溶液形式反應的單元的下遊。
156. 根據權利要求155所述的製造設施，其進一步包含將水加入所述潮溼固相 中從而產生包含所述第IA族或第IIA族金屬氫氧化物、水和固體的混合物的單元， 其中所述將水加入所述潮溼固相中的單元位於所述至少一個分離所述水溶液與 所述固體的單元的下遊，且其中所述固體包含至少一種選自由以下各物組成的清單的物質硫酸鈣、半水合 硫酸鈣、二水合硫酸鈣、亞硫酸鈣、亞硫酸氫鈣、二水合亞硫酸鈣和任何其組合， 其中分離所述水溶液與所述固體，如此獲得包含所述第IA族或第IIA族金屬氫氧化物的水溶液，且 獲得包含所述固體、所述第IA族或第IIA族金屬氫氧化物和水的潮溼固相。
157. 根據權利要求156所述的製造設施，其依次進行若干次，如此 所述第IA族或第IIA族金屬氫氧化物在所述水溶液中的濃度降低，且 產生最終潮溼固體。
158. 根據權利要求155、 156或157所述的製造設施，其中通過向所述混合物施加 振動的設備促進所述分離。
159. 根據權利要求155、 156或157所述的製造設施，其中使至少一部分所述第IA 族或第IIA族金屬氫氧化物水溶液與滷化物酸在漂白單元中反應以形成金屬次滷酸 鹽溶液，且其中所述漂白單元包含至少一個選自由以下反應器組成的清單的反應器連續攪 拌釜式反應器、間歇攪拌釜式反應器、塞流式反應器和任何其組合。
160. 根據權利要求157所述的製造設施，其進一步包含用硫氧基酸進行所述最終 潮溼固相的pH值調節的單元。
161. 根據權利要求157或159所述的製造設施，其進一歩包含乾燥所述最終潮溼 固相的單元。
162. 根據權利要求154所述的製造設施，其中所述多核金屬化合物包含將硫氧基 酸加入所述金屬滷化物溶液與至少一種金屬的水相反應中所得的SOx部分。
163. 根據權利要求162所述的製造設施，其中所述金屬滷化物溶液與至少一種金屬的水相反應是用提供高剪切的設備進行。
164. 根據權利要求134所述的製造設施，其進一步包含將至少一種選自由以下過 程組成的清單的過程的形成能熱轉移到水和/或蒸汽的設備由S和空氣形成S02、由 S和02形成S02、由S02和空氣形成S03、由S02和02形成S03、由S02和H20形成所述H2S03、由S03和H20形成所述H2S04、由H2S04和S03形成發煙硫酸、由發煙硫酸和H20形成所述H2S04和任何其組合，如此所述水和/或蒸汽具有更高的溫度或能量。
165. 根據權利要求164所述的製造設施，其中所述蒸汽能至少部分用於給ASP 提供動力，如此所述ASP提供02和N2中的至少一個。
166. 根據權利要求164所述的製造設施，其中使所述S02在至少一個單元中與 至少一種選自由以下各物組成的清單的物質反應金屬氫氧化物以形成金屬亞硫酸鹽， 金屬碳酸鹽以形成金屬亞硫酸氫鹽，金屬滷酸鹽和H2S04以形成相應的滷素二氧化物和任何其組合。
167. 根據權利要求164所述的製造設施，其中至少一部分所述蒸汽能用於至少一 個單元中以進行至少一種選自由以下過程組成的清單的過程將鋁土礦精煉為礬 土、加熱所述金屬滷化物溶液與至少一種金屬的水相反應、自金屬硫氧基鹽蒸發 H20、使亞滷酸鹽降解為滷化物、加熱S、運行使產生電的發電機運行的汽輪機、加 熱金屬氫氧化物與滷化物酸的反應以形成金屬次滷酸鹽和任何其組合。
168. 根據權利要求167所述的製造設施，其中所述電至少部分用於ASP中以分離 空氣，且其中所述ASP產生02和N2中的至少一個。
169. 根據權利要求167所述的製造設施，其中所述電至少部分用於電解單元中以 形成至少一種選自由以下各物組成的清單的物質由1120形成02、由02形成03、由H20形成H2、在產生H202的過程中由H2S04形成H2S208、由金屬滷化物溶液形成金屬次滷酸鹽、由金屬滷化物鹽形成金屬滷酸鹽、由金屬滷化物鹽形成金屬氫氧化物 和滷化物酸和任何其組合。
170. 根據權利要求169所述的製造設施，其中所述金屬滷化物鹽中的金屬包含至少一種選自由以下金屬組成的清單的金屬銨、第IA族金屬、第IIA族金屬、第IIIB族金屬、第vm族金屬、第1B族金屬、第IIB族金屬、第IIIA族金屬、鈉、鈣、鉀、鎂、鋁、銅和任何其組合。 - -
171. 根據權利要求169所述的製造設施，其中所述滷化物、次滷酸鹽、亞滷酸鹽 和滷酸鹽的所述滷素包含氯和溴中的至少一個。
172. 根據權利要求169所述的製造設施，其中所述金屬滷化物溶液包含廢棄催化 劑或廢棄鹽水。
173. 根據權利要求169所述的製造設施，其中至少一部分所述卣化物酸用於至少 一個單元中以形成至少一種選自由以下相應物質組成的清單的物質次滷酸鹽、亞滷酸鹽、滷酸鹽、所述滷離子的可利用氧化物形式、呈二氧化物形式的所述滷離子 和任何其組合。
174. 根據權利要求169所述的製造設施，其進一步包含形成所述齒離子的可利用 氧化物形式、包括滷素二氧化物的單元，其中所述形成是用至少一種選自由以下所述相應物質組成的清單的物質進行滷化物、次滷酸鹽、滷化物酸、亞滷酸鹽、滷酸鹽和任何其組合。
175. 根據權利要求169所述的製造設施，其中所述H2至少部分用於至少一個選自由以下情形組成的清單的情形中使產生電的發電機運行的內燃機， 產生電的燃料電池，和加熱金屬滷化物鹽與硫氧基酸之間的反應的加熱器。
176. 根據權利要求175所述的製造設施，其中所述電至少部分用於所述電解單元中。
177. —種製備至少一種消毒劑或氧化劑的製造設施，所述製造設施，其中 通過電解單元中的電解形成所述消毒劑或氧化劑，且其中 用於所述電解單元的電是在由汽輪機運行的發電機中產生，其中 所述汽輪機是由蒸汽能運行，且其中用於運行所述汽輪機的所述蒸汽的蒸汽能是自熱轉移設備獲得， 所述熱轉移設備通過形成至少一種選自由以下各物組成的清單的物質獲得 能量由S和空氣形成S02、由S和02形成S02、由S02和空氣形成S03、由S02和02形成S03、由S02和H20形成所述H2S03、由S03和H20形成所述H2S04、由H2S04和S03形成發煙硫酸、由發煙硫酸和H20形成所述H2S04和任何其組 合
178. 根據權利要求177所述的製造設施，其中使所述S02在至少一個單元中與至少一種選自由以下各物組成的清單的物質反應 金屬氫氧化物以形成金屬亞硫酸鹽， 金屬碳酸鹽以形成金屬亞硫酸氫鹽，金屬滷酸鹽和H2S04以形成相應的滷素二氧化物，和 任何其組合。
179. 根據權利要求177所述的製造設施，其中所述電解形成至少一種選自由以下 各物組成的清單的物質由1120形成02、由1120形成03、由H20形成H202、由金屬滷化物鹽形成金屬次滷酸鹽、由金屬滷化物鹽形成金屬亞滷酸鹽、由滷化物金屬鹽 形成金屬滷酸鹽、由滷化物金屬鹽形成金屬氫氧化物和齒化物酸和任何其組合。
180. 根據權利要求179所述的製造設施，其中所述金屬滷化物鹽中的金屬包含至 少一種選自由以下金屬組成的群組的金屬銨、第IA族金屬、第IIA族金屬、第IIIB 族金屬、第VIII族金屬、第1B族金屬、第IIB族金屬、第IIIA族金屬、鈉、鈣、鉀、 鎂、鋁、銅和任何其組合。
181. 根據權利要求179所述的製造設施，其中所述金屬包含鈉。
182. 根據權利要求179所述的製造設施，其中所述滷離子包含氯和溴中的至少一個。
183. 根據權利要求179所述的製造設施，其中所述金屬滷化物包含廢棄催化劑和 廢棄鹽水中的至少一個。
184. 根據權利要求179所述的製造設施，其中所述H2至少部分用於至少一個選 自由以下情形組成的清單的情形中使產生電的發電機運行的內燃機， 產生電的燃料電池，和加熱金屬滷化物鹽與硫氧基酸之間的反應的加熱器。
185. 根據權利要求179所述的製造設施，其中使至少一部分所述滷化物酸在至少 一個單元中反應以產生至少一種選自由以下相應物質組成的清單的物質滷化物、次滷酸鹽、亞滷酸鹽、滷酸鹽、滷素的可利用氧化物形式、所述滷離子的滷素二氧 化物和任何其組合。
186. 根據權利要求179所述的製造設施，其進一歩包含形成滷素的氧化物形式、 包括滷素二氧化物的單元，其中所述形成是用至少一種選自由以下所述相應物質組成的清單的物質進行滷 化物、次滷酸鹽、滷化物酸、亞滷酸鹽、滷酸鹽和任何其組合。
187.:根據權利要求177所述的製造設施，其進一歩包含滷素二氧化物產生器， 其中所述消毒劑和/或氧化劑為金屬滷酸鹽，且其中使所述滷酸鹽進一步反應以由所述金屬滷酸鹽形成所述齒素二氧化物。
188. 根據權利要求187所述的製造設施，其中使所述金屬滷酸鹽與硫氧基酸和S02反應以形成所述滷素二氧化物。
189. 根據權利要求187所述的製造設施，其中使所述金屬卣酸鹽與硫氧基酸和 &02反應以形成所述滷素二氧化物。
190. 根據權利要求187所述的製造設施，其中存在至少一種以下情況所述卣素 包含氯和所述滷酸鹽包含氯酸鹽。
191. 根據權利要求187所述的製造設施，其中所述11202是由所述電解製造。
192. 根據權利要求188或189所述的製造設施，其中所述硫氧基酸包含H2S04。
193. 根據權利要求187所述的製造設施，其中所述滷素二氧化物產生器產生包含 硫酸根和硫酸氫根中的至少一個的金屬硫氧基鹽。
194. 根據權利要求193所述的製造設施，其中所述金屬鹵化物鹽中的金屬包含第 IA族或第IIA族金屬。
195. 根據權利要求193所述的製造設施，其進一步包含至少一個使所述金屬硫氧 基鹽與氫氧化鈣以水溶液形式反應的單元，其中所述金屬硫氧基鹽中的所述金屬包含第IA族或第IIA族金屬，其中 所述至少一個使所述第IA族或第IIA族金屬硫氧基鹽與氫氧化鈣以水溶液形 式反應的單元位於所述一個或一個以上使第IA族或第IIA族金屬滷化物鹽與硫 氧基酸反應以形成所述滷化物酸和所述第IA族或第IIA族硫氧基鹽的單元的下 遊，其中在所述至少一個使所述第IA族或第IIA族金屬硫氧基鹽與氫氧化鈣以水溶液 形式反應的單元中產生混合物，所述混合物包含所述第IA族或第IIA族金屬氫氧化物、水和固體，且其中所述固體包含至少一種選自由以下各物組成的清單的物質硫酸鈣、半水合硫酸鈣、二水合硫酸鈣、亞硫酸鈣、亞硫酸氫鈣、二水合亞硫酸鈣和任何其組合。
196. 根據權利要求195所述的製造設施，其中所述氫氧化鈣是在使鈣和氧化鈣 中的至少一個與水反應的單元中形成，且其中所述使鈣和氧化鈣中的至少一個與水反應的單元位於以下單元的上遊所述至少一個使所述金屬硫氧基鹽與氫氧化鈣以水溶液形式反應的單元。
197. 根據權利要求195所述的製造設施，其中由形成至少一種選自由以下所述 物質組成的清單的物質所產生的能量通過進行熱轉移的設備轉移到水和/或蒸汽從 而向所述水和/或蒸汽提供更高的溫度或能量混合物、金屬硫氧基鹽、金屬滷化物溶液、滷化物酸、硫氧基酸、氫氧化鈣 和任何其組合。
198. 根據權利要求197所述的製造設施，其中 所述水能和/或蒸汽能至少部分通過進行熱轉移的設備轉移到至少一種選自由以下單元組成的清單的單元使金屬滷化物溶液與至少一種金屬發生水相反應的單元， 使金屬氫氧化物與滷化物酸反應以形成金屬次滷酸鹽的單元， 進行加熱和/或乾燥所述固體中的至少一種的單元，和 任何其組合。
199. 根據權利要求195所述的製造設施，其進一步包含至少一個分離所述水溶 液與所述固體的單元，如此獲得包含所述第IA族或第IIA族金屬氫氧化物的水溶液，且 獲得包含所述固體、所述第IA族或第IIA族金屬氫氧化物和水的潮溼固相，其中所述分離所述水溶液與所述固體的單元位於所述至少一個使所述第IA族或 第IIA族金屬硫氧基鹽與氫氧化鈣以水溶液形式反應的單元的下遊。
200. 根據權利要求198所述的製造設施，其進一步包含將水加入所述潮溼固相 中從而產生包含所述第IA族或第IIA族金屬氫氧化物、水和固體的混合物的單元， g申所述將水加入所述潮溼固相中的單元位於所述至少一個分離所述水溶液與 所述固體的單元的下遊，且其中所述固體包含至少一種選自由以下各物組成的清單的物質硫酸鈣、半水合 硫酸鈣、二水合硫酸鈣、亞硫酸鈣、亞硫酸氫鈣、二水合亞硫酸鈣和任何其組合， 其中分離所述水溶液與所述固體，如此獲得包含所述第IA族或第IIA族金屬氫氧化物的水溶液，且-獲得包含所述固體、所述第IA族或第IIA族金屬氫氧化物和水的潮溼固相。
201. 根據權利要求200所述的製造設施，其依次進行若干次，如此 所述第IA族或第IIA族金屬氫氧化物在所述水溶液中的濃度降低，且 產生最終潮溼固體。
202. 根據權利要求199、 200或201所述的製造設施，其中通過向所述混合物施加 振動的設備促進所述分離。
203. 根據權利要求199、 200或201所述的製造設施，其中使至少一部分所述第IA 族或第IIA族金屬氫氧化物水溶液與滷化物酸在漂白單元中反應以形成金屬次滷酸 鹽溶液，且其中所述漂白單元包含至少一個選自由以下反應器組成的清單的反應器連續攪 拌釜式反應器、間歇攪拌釜式反應器、塞流式反應器和任何其組合。
204. 根據權利要求201所述的製造設施，其進一步包含用硫氧基酸進行所述最終 潮溼固相的pH值調節的單元。
205. 根據權利要求201或203所述的製造設施，其進一步包含乾燥所述最終潮溼 固相的單元。
206. 根據權利要求187所述的製造設施，其進一步包含由所述滷素二氧化物形成 金屬亞滷酸鹽的單元。
207. 根據權利要求206所述的製造設施，其中所述金屬亞齒酸鹽是由所述滷素二 氧化物與H202和第IA族或第IIA族金屬氫氧化物的反應形成。
208. 根據權利要求207所述的製造設施，其中所述金屬包含鈉。
209. 根據權利要求207所述的製造設施，其中所述11202是在至少一個所述電解單 元中製備。
210. 根據權利要求206所述的製造設施，其中所述金屬亞滷酸鹽的形成產生包含 硫酸根和硫酸氫根中的至少一個的金屬硫氧基鹽。
211. 根據權利要求210所述的製造設施，其進一步包含使所述金屬硫氧基鹽在至 少一個單元中與氫氧化鈣以水溶液形式反應，其中所述金屬硫氧基鹽中的所述金屬為第IA族或第IIA族金屬，其中 產生包含所述第IA族或第IIA族金屬氫氧化物、水和固體的混合物，其中 所述固體包含至少一種選自由以下各物組成的清單的物質硫酸鈣、半水合 硫酸鈣、二水合硫酸鈣、亞硫酸鈣、亞硫酸氫鈣、二水合亞硫酸鈣和任何其組合。
212. 根據權利要求211所述的製造設施，其中所述氫氧化鈣是在至少一個單元中通過使鈣和氧化鈣中的至少一個與水反應形成。
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213. 根據權利要求211所述的製造設施，其中使用至少一個自至少一種選自由以 下過程組成的清單的過程獲得能量的熱轉移單元來加熱水和/或蒸汽SAR或SCAP; 硫氧基鹽的形成；氫氧化鈣的形成；電解單元；硫氧基鈣鹽的形成；pH值的調節； 滷素二氧化物的形成；金屬滷酸鹽的形成；金屬滷化物酸的形成；滷化物酸的形成； 和任何其組合。
214. 根據權利要求213所述的製造設施，其中 '所述經加熱的水和/或蒸汽至少部分用於至少一個單元中以加熱至少一種選 自由以下反應組成的清單的反應金屬滷化物溶液與金屬的水相反應以形成多核金屬化合物，金屬氫氧化物與滷化物酸的反應以形成金屬次滷酸鹽，加熱和/或乾燥硫氧基鈣鹽，加熱和/或乾燥金屬硫氧基鹽，和任何其組合。
215. 根據權利要求211所述的製造設施，其進一步包含分離所述水溶液與所述 固體的單元，如此獲得包含所述第IA族或第IIA族金屬氫氧化物的水溶液，且 獲得包含所述固體、所述第IA族或第IIA族金屬氫氧化物和水的潮溼固相。
216. 根據權利要求215所述的製造設施，其進一步包含用水稀釋所述潮溼固相 從而產生包含所述第IA族或第IIA族金屬氫氧化物、水和固體的混合物的單元，其 中所述固體包含至少一種選自由以下各物組成的清單的物質硫酸鈣、半水合 硫酸鈣、二水合硫酸鈣、亞硫酸鈣、亞硫酸氫鈣、二水合亞硫酸鈣和任何其組合， 其中所述第IA族或第IIA族金屬氫氧化物在所述混合物中的濃度小於之前的濃 度，且其中分離所述水溶液與所述固體，如此獲得包含所述第IA族或第IIA族金屬氫氧化物的水溶液，且 獲得包含所述固體、所述第IA族或第IIA族金屬氫氧化物和水的潮溼固相。
217. 根據權利要求216所述的製造設施，其進行若干次，如此所述金屬和所述氫氧化物在水溶液中的濃度降低，且產生最終潮溼固相。 -
218. 根據權利要求215、 216或217所述的製造設施，其中由使所述混合物進行振 動的設備促進所述分離。
219. 根據權利要求215、 216或217所述的製造設施，其中使至少一部分所述第IA 族或第IIA族金屬氫氧化物水溶液與滷化物酸在漂白單元中反應以形成金屬次卣酸 鹽溶液，且其中所述漂白單元包含至少一個選自由以下反應器組成的清單的反應器連續攪 拌釜式反應器、間歇攪拌釜式反應器、塞流式反應器和任何其組合。
220. 根據權利要求217所述的製造設施，其進一步包含用硫氧基酸進行所述最 終潮溼固相的pH值調節的單元。
221. 根據權利要求217或219所述的製造設施，其進一步包含乾燥所述最終潮溼 固相的單元。
222. 根據權利要求177所述的製造設施，其進一步包含在至少一個單元中使金屬滷化物鹽與所述H2S03和H2S04中的至少一個反應以產生'滷化物酸，和包含至少一個選自由以下部分組成的清單的部分的金屬硫氧基鹽硫酸根、 硫酸氫根、亞硫酸根、亞硫酸氫根和任何其組合。
223. 根據權利要求222所述的製造設施，其中所述金屬滷化物鹽中的金屬包含第 IA族或第IIA族金屬。
224. 根據權利要求222所述的製造設施，其中所述金屬滷化物鹽中的金屬包含鈉。
225. 根據權利要求222所述的製造設施，其進一步包含使所述金屬硫氧基鹽與氫 氧化鈣以水溶液形式反應的單元，其中所述金屬硫氧基鹽中的所述金屬為第IA族或第IIA族金屬，其中 產生包含所述第IA族或第IIA族金屬氫氧化物、水和固體的混合物，其中 所述固體包含至少一種選自由以下各物組成的清單的物質硫酸鈣、半水合 硫酸鈣、二水合硫酸鈣、亞硫酸鈣、亞硫酸氫鈣、二水合亞硫酸鈣和任何其組合。
226. 根據權利要求225所述的製造設施，其中所述氫氧化鈣是在至少一個單元中 通過使鈣和氧化鈣中的至少一個與水反應形成。
227. 根據權利要求225所述的製造設施，其中使用至少一個自至少一種選自由以下過程組成的清單的過程獲得能量的熱轉移單元來加熱水和/或蒸汽SAR或SCAP;硫氧基鹽的形成；氫氧化鈣的形成；電解單元；硫氧基鈣鹽的形成；pH值的調節； 滷素二氧化物的形成；金屬滷酸鹽的形成；金屬滷化物酸的形成；滷化物酸的形成； 和任何其組合。
228. 根據權利要求227所述的製造設施，其中 所述經加熱的水和/或蒸汽至少部分用於加熱至少一種選自由以下反應組成的清單的反應金屬滷化物溶液與金屬的水相反應以形成多核金屬化合物，金屬氫氧化物與滷化物酸的反應以形成金屬次滷酸鹽，加熱和/或乾燥硫氧基鈣鹽，加熱和/或乾燥金屬硫氧基鹽，和任何其組合。
229. 根據權利要求225所述的製造設施，其進一步包含分離所述水溶液與所述 固體的單元，如此獲得包含所述第IA族或第IIA族金屬氫氧化物的水溶液，且獲得包含所述固體、所述第IA族或第IIA族金屬氫氧化物和水的潮溼固相。
230. 根據權利要求229所述的製造設施，其進一步包含用水稀釋所述潮溼固相 從而產生包含所述第IA族或第IIA族金屬氫氧化物、水和固體的混合物的單元，其 中所述固體包含至少一種選自由以下各物組成的清單的物質硫酸鈣、半水合硫酸鈣、二水合硫酸鈣、亞硫酸鈣、亞硫酸氫鈣、二水合亞硫酸鈣和任何其組合，g巾所述第IA族或第IIA族金屬氫氧化物在所述混合物中的濃度小於之前的濃 度，且其中分離所述水溶液與所述固體，如此獲得包含所述第IA族或第IIA族金屬氫氧化物的水溶液，且 獲得包含所述固體、所述第IA族或第IIA族金屬氫氧化物和水的潮溼固相。
231. 根據權利要求230所述的製造設施，其進行若干次，如此 所述第IA族或第IIA族金屬氫氧化物在水溶液中的濃度降低，且 產生最終潮溼固相。
232. 根據權利要求229、 230或231所述的製造設施，其中由使所述混合物進行振 動的單元促進所述分離。
233. 根據權利要求229、 230或231所述的製造設施，其中使至少一部分所述第IA 族或第IIA族金屬氫氧化物水溶液與滷化物酸在漂白單元中反應以形成金屬次卣酸 鹽溶液，且其中所述漂白單元包含至少一個選自由以下反應器組成的清單的反應器連續攪 拌釜式反應器、間歇攪拌釜式反應器、塞流式反應器和任何其組合。
234. 根據權利要求231所述的製造設施，其進一步包含用硫氧基酸進行所述最終 潮溼固相的pH值調節的單元。
235. 根據權利要求231或233所述的製造設施，其進一步包含乾燥所述最終潮溼 固相的單元。
236. 根據權利要求178、 185、 186、 187、 188、 189、 206或210所述的製造設施，其包含填充塔。
全文摘要
隨著人口密度增加，包括酸和消毒劑的危險化學品的運輸導致溢濺發生率增加，同時溢濺的後果變得更為嚴重。雖然就運輸、處理、儲藏和使用來說，滷化物酸、次滷酸鹽和亞滷酸鹽的溶液為比傳統氣態氯安全的消毒劑，但這些消毒劑的製造成本至今仍限制其使用。介紹製造以下各物的經濟方法O2、滷素氧化物、滷化物酸、次滷酸鹽和滷酸鹽，以及多核金屬化合物、金屬氫氧化物和水合硫酸鈣(石膏)。本發明介紹並有硫的使用的方法和過程。實情為，諸如US EPA的環境管理者要求加強從烴類燃料中去除硫，由此產生豐富的硫，使得精煉工業上需要處理所述豐富硫的方法。
文檔編號C01B7/00GK101180238SQ200680009386
公開日2008年5月14日 申請日期2006年1月24日 優先權日2005年1月24日
發明者理察·哈斯, 約翰·斯馬蒂克 申請人:理察·哈斯