聚氯化铝的生产方法按原料不同分为三氧化二铝法

行内又称聚氯化铝又称碱式氯化铝，简称介于H)3之间的水解产物，其化学通式为[H)m，其中m≤一1～5。聚氯化铝具有净化效率高、用药量少、易过滤、生产工艺简单等特点，是优良的絮凝剂，广泛用于工业废水和生活废水的净化处理。另外在铸造、医药、制革、造纸等方面也有广泛用途。聚氯化铝分为固体和液体两种产品。固体通常为黄色或无色的树脂状产品，氧化铝含量为40％～50％；液体呈无色、黄褐色或黑色，氧化铝含量为10％以上。聚氯化铝的生产方法按原料不同分为三氧化二铝法(包括铝土矿、高岭土、煤矸石等)、氢氧化铝法和铝法(包括铝渣、铝灰等)。其中以铝灰为原料生产聚氯化铝具有成本低、原料来源广、流程简单等特点。该法又可细分为中和法和酸溶法。中和法是将烧碱和盐酸分别与铝灰反应产出铝酸钠和三氯化铝，然后以合适的配比合成聚氯化铝。溶法是将铝灰和盐酸反应一次直接产出液体聚氯化铝，它具有反应速度快、工艺简单等特点。我们以铝灰为原料，对酸溶法制备聚氯化铝工艺进行了研究，得出了制备聚氯化铝的适宜工艺条件。l实验部分主要设备：水浴锅、搅拌器、真空泵、电炉、分析天平、酸度计和实验室常用仪器。1．2实验方法首先对铝灰进行预处理。用水洗的方法除去水溶性的盐类，以降低盐酸耗量，处理后的铝灰含氧化铝为30％左右。然后将工业盐酸与一定量的水放入反应器内，搅拌，并用水浴加热。称取100步加人盐酸溶液中，由于反应剧烈，放热量大，应不断搅拌并随时补加水，反应时间控制在6h～12h，反应温度96℃，反应结束后加入一定量的水稀释物料，调节～4．5，陈化15h～24酸与铝灰的反应为：2(6H)3H2&(633H)应中铝的溶出、产物的水解和水解产物的聚合是交叉进行的。液体聚氯化铝制备流程见图1。2实验结果与讨论2．1投料比[铝灰量(g)／的影响投料比对产品质量有很大影响。判断聚氯化铝质量的一个指标是盐基度，盐基度为聚氯化铝中氢氧根与铝的当量百分比，即，盐基度=[[×100%。当盐基度为50～80时，产品的絮凝效果最佳。在盛有10095℃左右，反应6h～12h。对产品的测定表明，随着投料比增加，液体成品中氧化铝的量增加，盐基度也增加。通过对比实验，选择投料比为3：1。实验数据见表1。表1投料比与氧化铝含量和盐基度的关系2．2加水量的影响反应过程中，特别是反应前期，由于反应剧烈，水分挥发损失较大，应及时加水补充。加水量过少会造成铝灰结块，反应不完全，加水过多，则会使盐酸浓度变低，反应不宜进行，造成盐基度减小，因此加水量要适当。经实验，选用10015000．3反应时间的影响按铝灰：为3：1：3的比例改变反应时间进行实验，盐基度和氧化铝含量随反应时间的增加而增加，但当反应时间超过7基度的变化趋‘于稳定，因此取6验结果见表2。表2反应时间与盐基度的关系反应时间／h12345678盐基度／％25344046495153542．4盐酸浓度的影响在其它因素不变的情况下，改变盐酸浓度进行实验，发现随着盐酸浓度的增加，盐基度增加，但酸的挥发量也增加，反应过于激烈，造成环境污染，操作困难。综合考虑，选用20％的盐酸(将31％左右的工业盐酸稀释至20％)。2．5溶液盐基度的调整聚氯化铝产品中氧化铝及盐基度都要达到标准，为此常加入少量碱性物质对以上指标进行调整，使液体聚氯化铝中氧化铝含量大于10％，盐基度为45～70。碱用量用下式确定：G=)P(B—b)／100一碱用量，kg；实际耗碱量与理论耗碱量之比，碱与氧化铝的当量之比；A——被调整溶液中氧化铝含量，％；B——成品溶液的盐基度，％；P——被调整溶液的重量，kg；b——被调整溶液的盐基度，％；n——碱的有效含量系数。加入30％液体产品的氧化铝含量为10％以上，～5．0，盐基度为50％～65％。3结论a)通过实验，确定了以铝灰为原料，采用酸溶一步法制备聚氯化铝的工艺条件。b)本工艺具有流程短、生产设备简单、成本低等特点，用工业废渣铝灰为原料生产聚合氯化铝对于治理环境具有重要意义。