專利名稱：聚合氯化鋁的制備工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及水處理技術(shù)，具體為一種用于水處理的絮凝劑聚合氯化鋁的制備工藝。
背景技術(shù)：
聚合氯化鋁是一種多羥基，多核絡(luò)合體的陽離子型無機高分子絮凝劑，固體產(chǎn)品外觀為黃色或白色固體粉末，其化學(xué)分子式為[Aln(0H)nCl3n_J (式中，0 <m< 3n)，且易溶水，有較強的架橋吸附性，在水解過程中伴隨電化學(xué)，凝聚，吸附和沉淀等物理化變化，最終生成Al (OH)3 (OH2)3，從而達到凈化目的。聚合氯化鋁味酸澀，加溫至110°C以上時，發(fā)生分解，陸續(xù)放出氯化氫氣體，最后分解為氧化鋁。聚合氯化鋁的性質(zhì)是通過下面三個指標來體現(xiàn)的
①鹽基度。聚合氯化鋁中某種形態(tài)的羥基化程度或堿化的程度稱為鹽基度或堿化度。一般用羥鋁摩爾比B=
/[Al]百分率表示。鹽基度是聚合氯化鋁最重要的指標之一，與絮凝效果有十分密切的關(guān)系。原水濃度越高，鹽度越高，則絮凝效果越好。歸納起來，在原水濁度86 10000mg/L范圍內(nèi)，聚合氯化鋁最佳鹽基度在40% 90%，且聚合氯化鋁的許多其他特性都與鹽基度有關(guān)。②pH值。聚合氯化鋁溶液的pH也是一項重要的指標。它表示溶液中游離狀態(tài)的OF數(shù)量。聚合氯化鋁的pH值一般隨鹽基度升高而增大，但對于不同組成的液體，其pH值與鹽基度之間并不存在對應(yīng)關(guān)系。具有相同鹽基度濃度的液體，當(dāng)濃度不同時，其PH值也不同。③氧化鋁含量。聚合氯化鋁中氧化鋁含量是產(chǎn)品有效成分的衡量指標，它與溶液的相對密度有一定的關(guān)系，一般說來相對密度越大，則氧化鋁含量越高。聚合氯化鋁黏度與氧化鋁含量有關(guān)，隨氧化鋁含量增大黏度增大。相同條件下，相同濃度氧化鋁條件下，聚合氯化鋁的粘度要低于硫酸鋁，更有利于輸送和使用。聚合氯化鋁的外觀性質(zhì)與鹽基度、制造方法、雜質(zhì)成分以及含量有關(guān)。純液體聚合氯化鋁，鹽基度在40%飛0%范圍內(nèi)時，為淡黃色透明液體，在60%以上時，逐步變?yōu)闊o色透明液體。固聚合氯化鋁，鹽基度在30%以下時為晶狀體，在30%飛0%范圍內(nèi)時為膠狀物，在60%以上時逐漸變?yōu)椴Ａw或樹脂狀。而用鋁土或黏土礦制造的聚合氯化鋁色澤為黃色至褐色透明液體。依據(jù)現(xiàn)有的工藝制備出的聚合氯化鋁，隨著現(xiàn)在待處理水質(zhì)問題的越來越嚴重和人們對排放和飲用水質(zhì)的要求越來越高，已經(jīng)不能滿足需求，體現(xiàn)出來的問題有聚合條件不穩(wěn)定，使用中處理的效果差異大；鹽基度指標范圍太寬，處理效果和用量差異大；產(chǎn)品純度不夠，里邊所含不溶物過多等。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所解決的技術(shù)問題在于提供一種聚合氯化鋁的生產(chǎn)工藝，以解決上述背景技術(shù)中的缺點。本發(fā)明所解決的技術(shù)問題采用以下技術(shù)方案來實現(xiàn)
聚合氯化鋁的生產(chǎn)工藝，是通過氧化鋁或鋁與鋁酸鈣兩步聚合，生產(chǎn)聚合氯化鋁絮凝齊U，具體步驟如下。①原料預(yù)處理
鹽酸，利用化工廠生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢酸；鋁酸鈣粉，以鋁礦石作為原材料，將含鋁量45%左右的鋁礦石和石灰石分別采用雷蒙磨磨成100目，按照60%鋁礦石顆粒，40%石灰石顆粒的比例，通過攪拌混合均勻后，送到1200度高溫爐焙燒反應(yīng)，降溫后備用；鋁礬土，以鋁礦石作為原材料，將含鋁量25%左右的鋁礦石和無煙煤分別采用雷蒙磨磨成100目，按照70%鋁礦石顆粒，30%石灰石顆粒的比例，通過攪拌均勻混合后制成磚塊，送到900度高溫爐焙燒反應(yīng)，降溫備用。
②反應(yīng)
先將鋁礬土磚塊與水?dāng)嚢璩珊隣?，再依次加入鋁酸鈣粉和鹽酸，其中，鋁礬土量為35%，鋁酸鈣粉含量為35%，鹽酸含量為30%，充分反應(yīng)，備用。③產(chǎn)品處理
將上步驟中得反應(yīng)產(chǎn)物進行沉降處理，即可成為產(chǎn)品聚合氯化鋁水劑以入倉貯存或者包裝出售。在本發(fā)明中的原料準備步驟，所述鋁礬土可采用鋁加工行業(yè)的廢棄下腳料來代替?；诒景l(fā)明的工藝流程，產(chǎn)品處理階段里，沉降后的產(chǎn)物可添加干燥工序，使制得的產(chǎn)品為聚合氯化鋁粉劑。有益效果
本發(fā)明嚴格控制生產(chǎn)條件和工藝，改進聚合條件，使產(chǎn)品聚合量穩(wěn)定，聚合量大；通過調(diào)整生產(chǎn)中得原料配比，能夠控制產(chǎn)品的鹽基度，使產(chǎn)品處理效果好，起礬花大，沉降凈化速度快，鹽基度、PH值指標高，應(yīng)用領(lǐng)域廣；同時，采用加工行業(yè)的廢棄物作為原料，節(jié)約材料，減少污染，降低成本，節(jié)能環(huán)保。
具體實施例方式為了使本發(fā)明實現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、工藝條件易于明白了解，下面對本發(fā)明進行進一步的闡述。本發(fā)明所述聚合氯化鋁的生產(chǎn)工藝，其流程為原料預(yù)處理、反應(yīng)和產(chǎn)品處理，具體反應(yīng)為兩步法反應(yīng)，其反應(yīng)式為
第一步A1(0H)3+2HC1=A1C13+2H20
Al (OH) 3+HCl=Al (OH) 2C1+H20
在一定溫度與壓力下又進一步縮合反應(yīng)如下
Al(OH)2Cl+ AICI3=AI2(Oh)2CI4
第二步加入CaO Al2O3進一步聚合反應(yīng)生成高鹽基主聚合招。Ca0+2H20=Ca (OH) 2CaO A1203+4H20=2A1 (OH) 3+ Ca (OH) 2Al2(OH)2Cl4 + Ca(OH)2= Al2(OH) 4C12+3H20 +CaCl2Al2(OH)2Cl4 + Al (OH) 3= Al3(OH)5Cl4Al2(OH)2Cl4 + Al3(OH)5Cl4 =Al5(OH)9Cl6
聚合氯化鋁是由鋁礬土與鋁酸鈣粉兩步共聚合而成。氧化鋁的含量高，在水處理過程中發(fā)生水解和聚合反應(yīng)過程；水中的膠體顆粒能強烈吸附水解和聚合反應(yīng)過程中出現(xiàn)的各種多核羥基絡(luò)離子。被吸附的帶正電的多核羥基絡(luò)離子能夠壓縮雙電層，降低動電位；同時進行著架橋作用。多核聚合物為兩個以上的膠體顆粒所共同吸附，將兩個或多個膠體顆粒架橋連接等。這些屬于膠體顆粒的聚集作用，從而逐步形成絮凝體。絮凝劑最終形成的聚合度很大的Al(OH)3將使絮凝過程加速，絮凝由小變大?；炷饔帽憩F(xiàn)為a、水中膠體物質(zhì)的強烈電中和作用山、水解產(chǎn)物對水中懸浮物的優(yōu)良架橋吸附作用；c、對溶解性物質(zhì)的選擇性吸附作用。本發(fā)明的工藝流程的最終產(chǎn)物聚合氯化鋁絮凝劑的的使用方法為①將固體產(chǎn)品 按I :3加水溶解為液體后，再10-30倍清水稀釋成所需濃度后使用；②用量可根據(jù)原水的不同渾濁度，測定最佳投藥量，一般原水濁度在100-500mg/L時，每千噸投加量為10-20kg。以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理和主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。
權(quán)利要求
1.聚合氯化鋁的生產(chǎn)工藝，其特征在于，是通過氧化鋁或鋁與鋁酸鈣兩步聚合，生產(chǎn)聚合氯化鋁絮凝劑，具體步驟如下 ①原料預(yù)處理 鹽酸，利用化工廠生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢酸；鋁酸鈣粉，以鋁礦石作為原材料，將含鋁量45%左右的鋁礦石和石灰石分別采用雷蒙磨磨成100目，按照60%鋁礦石顆粒，40%石灰石顆粒的比例，通過攪拌混合均勻后，送到1200度高溫爐焙燒反應(yīng)，降溫后備用；鋁礬土，以鋁礦石作為原材料，將含鋁量25%左右的鋁礦石和無煙煤分別采用雷蒙磨磨成100目，按照70%鋁礦石顆粒，30%石灰石顆粒的比例，通過攪拌均勻混合后制成磚塊，送到900度高溫爐焙燒反應(yīng)，降溫備用； ②反應(yīng) 先將鋁礬土磚塊與水?dāng)嚢璩珊隣?，再依次加入鋁酸鈣粉和鹽酸，其中，鋁礬土量為35%，鋁酸鈣粉含量為35%，鹽酸含量為30%，充分反應(yīng)，備用； ③產(chǎn)品處理 將上步驟中得反應(yīng)產(chǎn)物進行沉降處理，即可成為產(chǎn)品聚合氯化鋁水劑以入倉貯存或者包裝出售。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的聚合氯化鋁的生產(chǎn)工藝，其特征在于，在本發(fā)明中的原料準備步驟，所述鋁礬土可采用鋁加工行業(yè)的廢棄下腳料來代替。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的聚合氯化鋁的生產(chǎn)工藝，其特征在于，在本發(fā)明中的產(chǎn)品處理階段里，沉降后的產(chǎn)物可添加干燥工序，使制得的產(chǎn)品為聚合氯化鋁粉劑。
全文摘要
聚合氯化鋁的生產(chǎn)工藝，提供了一種用于水處理的絮凝劑聚合氯化鋁的制備工藝，工藝流程步驟為原材料鹽酸、鋁酸鈣粉和鋁礬土的預(yù)處理，水解和聚合反應(yīng)，產(chǎn)品處理得到聚合氯化鋁水劑和粉劑產(chǎn)品。本發(fā)明嚴格控制生產(chǎn)條件和工藝，改進聚合條件，使產(chǎn)品聚合量穩(wěn)定，聚合量大；通過調(diào)整生產(chǎn)中得原料配比，能夠控制產(chǎn)品的鹽基度，使產(chǎn)品處理效果好，起礬花大，沉降凈化速度快，鹽基度、PH值指標高，應(yīng)用領(lǐng)域廣；同時，采用加工行業(yè)的廢棄物作為原料，節(jié)約材料，減少污染，降低成本，節(jié)能環(huán)保。
文檔編號C01F7/56GK102701251SQ201210223310
公開日2012年10月3日 申請日期2012年7月2日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月2日
發(fā)明者潘遠東 申請人:廣西宇泉水務(wù)環(huán)保工程有限公司