在水處理中,使用聚氯化鋁http://www.keliwn。。com/可以明顯提高水廠凈化效能、降低處理成本、改善出水水質,聚合鋁具有諸多顯著的優點。隨著技術的進步,制造設備的提高,一種鋁鹽*的制備技術運用而生,完*夠滿足國家《生活飲用水用聚氯化鋁》新標準的修訂要求,以及GB5749-2006《生活飲用水衛生標準》,國標的指標由35項提高到106項,與歐盟水質標準基本持平。創新提高,聚氯化鋁制備技術研究推廣,大有發展前景。http://www.keliwn。。com/bangbujingshengxinwen/333.html
單質鋁、含鋁礦物,鋁鹽化合物、粉煤灰等是國內生產PAC的常用原料。
(一) 酸溶一步法
一步酸溶工藝是白文科等開發的,將20%鹽酸與*按質量比5.8∶1加入反應器的同時加入質量分數為5.8%的硫酸作助溶劑,攪拌、升溫至80~90℃,保持體系壓力在0.2MPa左右,反應2.5h,此時大部分固體*溶解,以氨水調節體系pH至3.5,得黃色透明液體,經降溫、過濾得產品。工藝簡單,投資小、生產周期短、產品質量優良是該設備的突出優勢,是一種值得推廣的生產工藝。
1、以鋁鹽化合物為原料
以鋁鹽化合物為原料,可采用強堿直接堿化氯化鋁,使鋁鹽水解和聚合制得PAC,反應式如下:
2AlCl3+nNaOH→Al2(OH)nCl6-n+nNaCl
鋁鹽的充分水解是該法的關鍵,為了保證這一點,需向鋁鹽溶液不斷滴加稀堿溶液并充分攪拌,避免局部堿過量而產生*沉淀。
2、 以金屬鋁為原料
鋁屑、鋁灰和鋁渣是鋁加工過程中的下腳料,這些可以當做原料溶解于鹽酸中,經反應,加水,水解過濾,除去鋁渣,在一定溫度下聚合一定時間得液體產品,其反應式如下:
Al2O3+6HCl+9H2O→2AlCl3?6H2O2Al+6HCl+12H2O→2AlCl3?6H2O+3H2↑2AlCl3?6H2O→Al2(OH)nCl6-n+(12-n)H2O+nHCl
以鋁灰為原料生產聚合鋁的實驗研究表明,原料配比為鋁灰∶鹽酸∶水=1∶5.19∶7.31,為使產品的水處理效果較好,要采用先加鋁灰后滴加鹽酸的操作方法,將溫度控制在80~85℃,反應完成后用堿液調母液pH在3.5~5之間,再熟化一段時間。
3、 以*為原料
我國80年代普遍采用的生產聚氯化鋁的方法是將20%~30%(質量分數)鹽酸與*按質量比(6~8)∶1加入反應釜中,同時加入質量分數為3%~5%的硫酸攪拌,升溫至110~140℃,保持體系壓力在0.2~0.4MPa,反應2.5~4h,得黃色透明液體,經降溫、過濾得產品。這種方法于90年代陸續被鋁酸鈣酸溶法取代。
于月華等用水解法、逐滴加堿法和*法制備聚氯化鋁,研究表明水解法所得PAC鹽基度低,具有不含有其它金屬離子的優點,能使所得PAC鹽基度較高的是逐滴加堿法;*法優點是所制備聚氯化鋁作為水處理劑時,達到了GB15892―1995的要求。
晏永祥等利用高純鹽酸和*酸溶法制備PAC,m(鹽酸)∶m(*)=1.7∶1時,*的溶出率和PAC的鹽基度均較高,控制壓力在0.3~0.4MPa為宜,反應時間控制在6h。高濃度鹽酸對PAC的生產有利,但當PAC(以氧化鋁計)質量分數>18%時,產品不穩定,含量越高,貯存穩定性越差。
(二)凝膠法
以結晶*為原料,首先將結晶Al(OH)3變為無定型凝膠狀是常用的方法步驟。主要通過以下反應完成:
2NaAl(OH)4+CO2→2Al(OH)3↓+Na2CO3+H2O2Al(OH)3+(6-n)HCl→Al2(OH)nCl6-n+(6-n)H2O
碳酸化分解是該工藝的關鍵,分解過程中若條件控制不當,會導致凝膠*在鹽酸中溶解性差,即使溶解,產品的穩定性差。
(三)含鋁礦石生產法
1、以鋁土礦、粘土礦為原料的制造方法
這種生產方法較復雜,按鋁的溶出方式可分為酸法和堿法。酸法適用于粘土礦、煤矸石、高嶺土、一水軟鋁石、三水鋁石等礦物原料,不適合于一水硬鋁土礦。其生產工藝將礦物加工成粒度40~60目粉末,再經600~800℃焙燒活化后,用鹽酸溶出,溶出液經鹽基度調整,即可得到PAC成品溶液。一水合鋁石(α2Al2O3?H2O)或其他含鋁礦物難溶于酸,可采用堿法制備PAC,用碳酸鈉、石灰與礦物固相燒結反應或氫氧化鈉與礦粉液相反應,制得鋁酸鈉,再分解制得凝膠*,用凝膠法制得PAC。
2、煤矸石制備結晶PAC
煤矸石經焙燒粉碎后,和質量分數為20%的鹽酸混合液加入裝有回流冷凝器的反應釜中,在攪拌下進行反應,溫度達到100℃時,保溫1h,冷卻后,向料漿中加入質量分數為1%的聚丙烯酰胺凝聚劑進行沉降,2~3h后真空抽濾,硅渣經水洗至中性,可作水玻璃。氯化鋁溶液,調整到相對密度d418=1.12,氯化鋁質量分數為13.5%,在30℃攪拌下,緩慢加入20%的氫氧化鈉攪拌4h,保持溫度15~20℃,熟化5d,即得到質量分數為30%的PAC溶液,經減壓濃縮可生產固體PAC,固體產品中氧化鋁質量分數大于30%,堿化度為78%。母液經減壓濃縮得結晶氯化鋁粗品,進一步精制后,可得到質量分數為98.9%三氯化鋁(AlCl3?6H2O)。將結晶氯化鋁溶液在加熱條件下與鋁酸鈣反應,可以得到鹽基度80%~90%的產品。
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