本發(fā)明屬于有機合成廢水治理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種利用合成三嗪類紫外線吸收劑的三氯化鋁廢水回收聚合氯化鋁方法。

背景技術(shù)：

三嗪類紫外線吸收劑具有結(jié)構(gòu)式(I)的結(jié)構(gòu)：

其中R為-H、-CH₃等，R1為-H、-C₈H₁₇、-CH₂CH(OH)OC₁₂H₂₅、-CH₂CH(OH)OC₁₃H₂₇、-CH₂CH(OH)OC₄H₉等。當(dāng)R為-H、-CH₃，R1為-H時，結(jié)構(gòu)式(I)為2-(2，4-二羥基苯基)-4，6-二苯基-1，3，5-三嗪或2-(2，4-二羥基苯基)-4，6-雙(2，4-二甲基苯基)-1，3，5-三嗪，主要的是做為中間體進一步合成多種性能優(yōu)異的具有獨特性能的紫外線吸收劑，比如2-(2，4-二羥基苯基)-4，6-二苯基-1，3，5-三嗪和溴己烷反應(yīng)合成UV1577；2-(2，4-二羥基苯基)-4，6-雙(2，4-二甲基苯基)-1，3，5-三嗪和溴辛烷反應(yīng)合成UV1164；2-(2，4-二羥基苯基)-4，6-雙(2，4-二甲基苯基)-1，3，5-三嗪和-CH₂CH(OH)OC₁₂H₂₅、-CH₂CH(OH)OC₁₃H₂₇反應(yīng)合成UV400；UV1577具有低揮發(fā)性和與多種聚合物、共聚物和合成樹脂的良好兼容性，用在聚碳酸酯和聚酯方面會有更好的效果；UV1164具有高度的紫外光固有穩(wěn)定性，不與金屬發(fā)生反應(yīng)，耐久性高，用于尼龍、PVC、PET、PBT、ABS和PMMA等；UV400具有優(yōu)異的熱穩(wěn)定性和環(huán)境耐久性，遷移效應(yīng)低，光穩(wěn)定性好，使用于高溫烘烤及極端苛刻條件下使用的涂料，還用于胺催化或金屬催化固化的涂料體系，及紫外光固化的涂料體系。

三氯化鋁廢水是在合成2-(2，4-二羥基苯基)-4，6-二苯基-1，3，5-三嗪或2-(2，4-二羥基苯基)-4，6-雙(2，4-二甲基苯基)-1，3，5-三嗪這兩種中間體的生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的，目前國內(nèi)外有鎂粉法，三氯化鋁法，由于鎂粉法的條件比較苛刻，所以大部分使用的是三氯化鋁法，即在反應(yīng)器中加入三聚氯氰、氯苯或鄰二氯苯，三聚氯氰3倍摩爾數(shù)的三氯化鋁，攪拌，在0-5℃下緩慢滴加三聚氯氰2倍摩爾數(shù)的苯或間二甲苯，然后加入三聚氯氰1倍摩爾數(shù)的間苯二酚，反應(yīng)制得三嗪二酚類紫外線吸收劑，即2-(2，4-二羥基苯基)-4，6-二苯基-1，3，5-三嗪或2-(2，4-二羥基苯基)-4，6-雙(2，4-二甲基苯基)-1，3，5-三嗪，反應(yīng)完畢將物料倒入0-5℃的稀鹽酸中，水解三氯化鋁，三氯化鋁在稀鹽酸中的水解反應(yīng)式為：

AlCl₃+H₂O→Al₂(OH)_nCl_6-n+HCl，其中n為1-5。

然后過濾出固體產(chǎn)物，濾液靜置分離有機相，無機相即三氯化鋁廢水和極少量的有機物和溶劑氯苯或鄰二氯苯，由于三氯化鋁廢水的大量產(chǎn)生，從而制約了三嗪類紫外線吸收劑的生產(chǎn)，三氯化鋁廢水一般為含三氯化鋁質(zhì)量濃度4-8％的稀鹽酸水溶液，因此三氯化鋁廢水的回收利用解決了三嗪類紫外線吸收劑的廢水無法排放問題。

尋找一種循環(huán)利用三氯化鋁廢水的方法顯得尤為重要，目前，一般的方法是加入氫氧化鈉或生石灰等堿液生成堿式氯化鋁(聚合氯化鋁)，或者將堿式氯化鋁加熱干燥形成固體堿式氯化鋁，或者將堿式氯化鋁熱解還原，將熱解的氯化氫補充氯再氯化為無水三氯化鋁。因為加入堿液又引入了新的物質(zhì)，產(chǎn)生了鹽，從而導(dǎo)致了新的廢物的處理，并且由于部分鹽去除不干凈，影響其做為凈水劑的絮凝效果。本發(fā)明避免了新的廢物的產(chǎn)生，生成的聚合氯化鋁絮凝效果好，效率高。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)的生產(chǎn)瓶頸，提供一種利用合成三嗪類紫外線吸收劑的三氯化鋁廢水回收聚合氯化鋁方法，旨在減少廢水排放，變廢為寶，循環(huán)利用。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案為：

一種利用合成三嗪類紫外線吸收劑的三氯化鋁廢水回收聚合氯化鋁方法，包括以下步驟：

(1)向三氯化鋁廢水中加入鋁屑，攪拌升溫到85-90℃保溫，得到pH值為3.5-4.5的液體；

(2)將步驟(1)得到的液體降溫至20-50℃加入活性炭，攪拌，過濾，除去未反應(yīng)的鋁屑及不溶雜質(zhì)和活性炭吸附的有機雜質(zhì)，得到濾液；

(3)將步驟(2)得到的濾液放入到容器中，攪拌加熱至100-105℃回流，回流液體充滿分水器繼續(xù)回流，直至沒有氯苯或鄰二氯苯下沉，將下層溶劑收集，放出分水器中的水，并繼續(xù)蒸餾水份，檢測剩余液體20℃時密度≥1.10g/ml，即為液體聚合氯化鋁。

得到的液體聚合氯化鋁進行干燥，得到固體聚合氯化鋁。

所述步驟(1)中鋁屑的加入量為三氯化鋁廢水質(zhì)量1.6-2.2％。

所述步驟(1)中利用2-3h攪拌升溫到85-90℃保溫3-6h。

所述步驟(2)中活性炭加入量為三氯化鋁廢水質(zhì)量的0.5-1％。

所述步驟(2)中在20-50℃攪拌2-4h后過濾。

所述步驟(2)中加入的活性炭是220目的木屑炭。

所述步驟(1)的三氯化鋁廢水的水解反應(yīng)式為：

AlCl₃+H₂O→Al₂(OH)_nCl_6-n+HCl，其中n為1-5。

鋁屑(鋁含量85-90％，三氧化二鋁含量10-5％)溶解的反應(yīng)式為：

Al+H₂O+HCl→Al₂(OH)_nCl_6-n+H₂，Al₂O₃+H₂O+HCl→Al₂(OH)_nCl_6-n，其中n為1-5。

隨著鋁屑的溶解，pH值逐漸增大，Al₂(OH)_nCl_6-n逐漸聚合，反應(yīng)式為：

mAl₂(OH)_n Cl_6-n→[Al₂(OH)_n Cl_6-n]_m，m為1-10，n為1-5。

本發(fā)明減少了溶劑的損失，并且將每生產(chǎn)1噸的2-(2，4-二羥基苯基)-4，6-雙(2，4-二甲基苯基)-1，3，5-三嗪(或0.85噸的2-(2，4-二羥基苯基)-4，6-二苯基-1，3，5-三嗪)產(chǎn)生的約18噸三氯化鋁廢水轉(zhuǎn)變成2.1噸的固體聚合氯化鋁；同時回收的氯苯或鄰二氯苯回收套用，蒸出的水分加入鹽酸調(diào)成需要濃度的稀鹽酸用于下批水解三氯化鋁。本發(fā)明不僅減少了廢水的排放，還變廢為寶，產(chǎn)生了重大的經(jīng)濟效益和社會效益。本發(fā)明的方法中得到的聚合氯化鋁凈水劑不僅公司內(nèi)部使用，還可以做為產(chǎn)品直接出售。本發(fā)明降低了三嗪類紫外線吸收劑的制造成本，達到了節(jié)能減排、綠色環(huán)保、廢物充分利用的目的。可用于造紙業(yè)、采礦業(yè)等工業(yè)廢水的處理及生活污水的處理等，解決了因三氯化鋁廢水太多而限制產(chǎn)能的問題。

具體實施方式

實施例1

取合成三嗪類紫外線吸收劑的三氯化鋁廢水(濃度約8％)800kg加入17.6kg鋁屑，用3h攪拌升溫到85-90℃保溫6h，隨著鋁屑的溶解pH值逐漸升高，檢測pH值為3.8，然后降溫至20-50℃加入8kg220目的木屑炭，于20-50℃攪拌3h，壓濾至另外的1000L的搪瓷釜中，攪拌加熱至100-105℃回流，回流液體充滿分水器繼續(xù)回流，直至沒有氯苯或鄰二氯苯下沉，將下層溶劑收集回收套用，繼續(xù)蒸餾水份，當(dāng)蒸出水份約465kg時，檢測釜內(nèi)液體20℃時的密度為1.13g/ml，停止蒸餾，蒸出的水加入鹽酸后調(diào)成稀鹽酸水溶液用于下批水解三氯化鋁，釜內(nèi)液體放出，得到液體聚合氯化鋁，檢測Al₂O₃含量10.1％，鹽基度為49.2％，pH值為3.9。

實施例2

取合成三嗪類紫外線吸收劑的三氯化鋁廢水(濃度約4％)800kg加入12.8kg鋁屑，用2h攪拌升溫到85-90℃保溫3h，隨著鋁屑的溶解pH值逐漸升高，檢測pH值為3.5，然后降溫至20-50℃加入4kg220目的木屑炭，于20-50℃攪拌2h，壓濾至另外的1000L的搪瓷釜中，攪拌加熱至100-105℃回流，回流液體充滿分水器繼續(xù)回流，直至沒有氯苯或鄰二氯苯下沉，將下層溶劑收集回收套用，繼續(xù)蒸餾水份，當(dāng)蒸出水份約590kg時，檢測釜內(nèi)液體20℃時的密度為1.11g/ml，停止蒸餾，蒸出的水加入鹽酸后調(diào)成稀鹽酸水溶液用于下批水解三氯化鋁，釜內(nèi)液體放出，得到液體聚合氯化鋁，檢測Al₂O₃含量8.6％，鹽基度為45.0％，pH值為3.7。

實施例3

取合成三嗪類紫外線吸收劑的三氯化鋁廢水(濃度約6％)800kg加入15.2kg鋁屑，用2.5h攪拌升溫到85-90℃保溫4.5h，隨著鋁屑的溶解pH值逐漸升高，檢測pH值為4.0，然后降溫至20-50℃加入6kg220目的木屑炭，于20-50℃攪拌4h，壓濾至另外的1000L的搪瓷釜中，攪拌加熱至100-105℃回流，回流液體充滿分水器繼續(xù)回流，直至沒有氯苯或鄰二氯苯下沉，將下層溶劑收集回收套用，繼續(xù)蒸餾水份，當(dāng)蒸出水份約535kg時，檢測釜內(nèi)液體20℃時的密度為1.12g/ml，停止蒸餾，蒸出的水加入鹽酸后調(diào)成稀鹽酸水溶液用于下批水解三氯化鋁，釜內(nèi)液體放出，得到液體聚合氯化鋁，檢測Al₂O₃含量9.5％，鹽基度為51.9％，pH值為4.1。

實施例4

取合成三嗪類紫外線吸收劑的三氯化鋁廢水(濃度約5％)800kg加入15kg鋁屑，用3h攪拌升溫到85-90℃保溫5h，隨著鋁屑的溶解pH值逐漸升高，檢測pH值為4.5，然后降溫至20-50℃加入6kg220目的木屑炭，于20-50℃攪拌3h，壓濾至另外的1000L的搪瓷釜中，攪拌加熱至100-105℃回流，回流液體充滿分水器繼續(xù)回流，直至沒有氯苯或鄰二氯苯下沉，將下層溶劑收集回收套用，繼續(xù)蒸餾水份，當(dāng)蒸出水份約550kg時，檢測釜內(nèi)液體20℃時的密度為1.12g/ml，停止蒸餾，蒸出的水加入鹽酸后調(diào)成稀鹽酸水溶液用于下批水解三氯化鋁，釜內(nèi)液體放出，得到液體聚合氯化鋁，檢測Al₂O₃含量10.3％，鹽基度為53.8％，pH值為4.5。

實施例5

為了便于運輸，將液體聚合氯化鋁制備成固體聚合氯化鋁。將實施例3的液體聚合氯化鋁278kg進行噴霧干燥，得到91kg固體聚合氯化鋁，淺黃色粉末，檢測Al₂O₃含量30.5％，鹽基度為51.8％，1％水溶液的pH值為4.2。

實施例6

將實施例4的液體聚合氯化鋁256kg進行噴霧干燥，得到83kg固體聚合氯化鋁，淺黃色粉末，檢測Al₂O₃含量30.9％，鹽基度為54.0％，1％水溶液的pH值為4.8。

本發(fā)明公開和提出了一種利用合成三嗪類紫外線吸收劑的三氯化鋁廢水回收聚合氯化鋁方法，本領(lǐng)域技術(shù)人員可通過借鑒本文內(nèi)容，適當(dāng)改變條件路線等環(huán)節(jié)實現(xiàn)，盡管本發(fā)明的方法和制備技術(shù)已通過較佳實施例子進行了描述，相關(guān)技術(shù)人員明顯能在不脫離本發(fā)明內(nèi)容、精神和范圍內(nèi)對本文所述的方法和技術(shù)路線進行改動或重新組合，來實現(xiàn)最終的制備技術(shù)。特別需要指出的是，所有相類似的替換和改動對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說是顯而易見的，他們都被視為包括在本發(fā)明精神、范圍和內(nèi)容中。