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本文聚合氯化铝的生产技术及其制备技术(一)
发布时间:2022-06-28 11:50:29 浏览 161次 巩义市维纳净水材料有限公司

本文是从pac生产的不同原材料的角度出发的。对我国目前聚合氯化铝的生产技术进行了探讨和探讨。1 聚合氯化铝的制备工艺 1.1 以铝屑、铝灰、铝渣为原料 1.1.1 酸溶一步法溶解盐酸,在一定量的铝灰中加入一定量的水比例,在一定温度下充分反应,熟化数小时。释放上层液体以获得 聚合氯化铝 液体产品。铝反应是放热反应。如果反应条件如盐酸的浓度和用量、水的用量、加入的速度和顺序等控制好,铝反应放出的热量就可以得到充分利用,使反应可以减少对外部加热的依赖,即使没有外部加热源。反应采用自热进行,控制碱度合格。该法具有反应速度快、设备投资少、工艺简单、操作方便等特点,且产品盐度和氧化铝含量较高,因此该法在国内得到广泛应用。但该工艺对设备腐蚀严重,生产出来的产品杂质较多,尤其是重金属含量容易超标,产品质量不稳定。阮福昌等人。以电解铝粉和分析纯盐酸为原料,在实验室制备超纯聚合氯化铝,据说用于实验室配制聚合氯化铝标准溶液。1.1.2 碱溶法 先将铝灰与氢氧化钠反应得到铝酸钠溶液,再用盐酸调节pH值得到聚合氯化铝溶液。该方法所得产品外观好,水不溶物少,但氯化钠含量高,原料消耗大,溶液氧化铝含量低,工业生产成本高。1.1.3 中和法 此法先用盐酸和氢氧化钠与铝灰反应。分别制备氯化铝和铝酸钠,然后将两种溶液混合并中和。即,获得聚合氯化铝液体。1.2 碱溶法 先将铝灰与氢氧化钠反应制得铝酸钠溶液,再用盐酸调节PH值制得聚合氯化铝溶液。该方法所得产品外观好,水不溶物少,但氯化钠含量高,原料消耗大,溶液氧化铝含量低,工业生产成本高。1.1.3 中和法 此法先用盐酸和氢氧化钠与铝灰反应。分别制备氯化铝和铝酸钠,然后将两种溶液混合并中和。即,获得聚合氯化铝液体。1.2 碱溶法 先将铝灰与氢氧化钠反应制得铝酸钠溶液,再用盐酸调节PH值制得聚合氯化铝溶液。该方法所得产品外观好,水不溶物少,但氯化钠含量高,原料消耗大,溶液氧化铝含量低,工业生产成本高。1.1.3 中和法 此法先用盐酸和氢氧化钠与铝灰反应。分别制备氯化铝和铝酸钠,然后将两种溶液混合并中和。即,获得聚合氯化铝液体。然后用盐酸调节pH值,得到聚合氯化铝溶液。该方法所得产品外观好,水不溶物少,但氯化钠含量高,原料消耗大,溶液氧化铝含量低,工业生产成本高。1.1.3 中和法 此法先用盐酸和氢氧化钠与铝灰反应。分别制备氯化铝和铝酸钠,然后将两种溶液混合并中和。即,获得聚合氯化铝液体。然后用盐酸调节pH值,得到聚合氯化铝溶液。该方法所得产品外观好,水不溶物少,但氯化钠含量高,原料消耗大,溶液氧化铝含量低,工业生产成本高。1.1.3 中和法 此法先用盐酸和氢氧化钠与铝灰反应。分别制备氯化铝和铝酸钠,然后将两种溶液混合并中和。即聚丙烯酰胺,获得聚合氯化铝液体。3 中和法 此法先用盐酸和氢氧化钠与铝灰反应。分别制备氯化铝和铝酸钠,然后将两种溶液混合并中和。即,获得聚合氯化铝液体。3 中和法 此法先用盐酸和氢氧化钠与铝灰反应。分别制备氯化铝和铝酸钠,然后将两种溶液混合并中和。即,获得聚合氯化铝液体。

该方法生产的产品不溶性杂质较少,但成本较高。刘春涛等人先用盐酸和铝箔反应,然后将得到的氯化铝分成两份,一份用氨水调pH为6-6.5。得到氢氧化铝后。然后将另一部分氯化铝加入氢氧化铝中使其反应。聚合氯化铝得到液体产品,干燥后得到固体产品。据说产品的铝含量和碱度都很高。1.1.4 原电池法 本工艺是根据电化学原理,一步法将铝灰溶于酸中的改进工艺。金属铝与盐酸反应可形成一次电池。将铜或不锈钢制成的金属网置于桶形反应室底部作为阴极,倒入的铝屑作为阳极,加入盐酸进行反应。pac。此过程可以利用反应中产生的气泡上浮使溶液有方向性地移动,而不是机械搅拌,大大节省了能源]。1.2 以氢氧化铝为原料,在适宜的温度和压力下,将氢氧化铝与一定比例的盐酸和水反应,熟化后得到产品聚合氯化铝。该法生产工艺简单,1980年代在国内外广泛使用。由于氢氧化铝的酸溶解性差,酸溶解过程需要加热和加压。但这种方法生产的产品盐度不高,一般在30%~50%的范围内。国内对提高盐度的研究较多,如添加铝屑、铝酸钠、碳酸钙、氢氧化铝等。凝胶、石灰等。这种方法生产的产品杂质少。但以氢氧化铝为原料生产成本较高,所得产品多用于饮用水。该方法生产的产品杂质少。但以氢氧化铝为原料生产成本较高,所得产品多用于饮用水。该方法生产的产品杂质少。但以氢氧化铝为原料生产成本较高,所得产品多用于饮用水。

闫永祥等。采用氢氧化铝酸溶法。使用纯铝板作为除铁剂。制备了高纯度聚合氯化铝。1.3 以氯化铝为原料 1.3.1 沸腾热解法 用结晶氯化铝在一定温度下热解,分解出氯化氢和水,然后聚合成粉状熟料,再加入一定量即可固化成可在短时间内形成树脂状产品,干燥后即可得到固体产品。1.3.2 加碱法 先配制一定浓度的氯化铝溶液,在一定温度下剧烈搅拌,缓慢滴加一定量的氢氧化铝溶液,反应至溶液澄清,上清液为聚合氯化铝液体产品。一般认为,微加法(加碱速度极慢)得到的产物中Al的质量分数可达80%以上。质量分数为80.7%的产品。但国外报道指出,在铝浓度极低的情况下,缓慢加碱不能得到Al,但在90℃【=快速加碱时,Al质量分数为100%的溶液可以获得。岳华等人。通过滴加碱得到它,据说得到的产物具有低Al含量。1.3.3 电解法 中国科学院进行了大量研究。通常以铝板为阳极,不锈钢为阴极,氯化铝为电解液,通直流电,在低压大电流条件下,< @聚合氯化铝。曲久辉等。[10]用这种方法获得了高碱度和高Al含量的聚合氯化铝产品。

一些学者也对这种装置进行了改进。并能提高耐腐蚀性和导电性。罗亚天等。_l2用特殊的倒置电源装置合成了聚合氯化铝,据说可以减少电解过程中的极化现象。1.3.4 电渗析法由陆光杰等人研究。113、电解液采用氯化铝,阳极采用石墨(或钛钌网)等惰性电极,阳极采用多层铁板(或铂片)。)为阴极,用两片阴离子交换膜组成反应室,反应后通直流电得到聚合氯化铝产物。1.3.5 膜法 在这种方法中,碱液放在膜的一侧,将氯化铝溶液置于膜的另一侧,利用膜表面的微孔作为分布器,通过微孔少量加入碱液。放入氯化铝溶液中。因此,获得了具有高Al含量的聚合氯化铝。彭月莲等。ll4'采用超滤膜得到聚合氯化铝产品Al含量可达79.6%以上。 Jian et al._l5] 据说使用中空纤维膜制备的聚合氯化铝产品中Al的质量分数高达90.18%。1.4 以含铝矿物为原料 1.4.1 铝土矿、高岭土、明矾石、霞石等矿物 水铝石或这些矿物的混合物,铝土矿中Al2O的质量分数一般在40%~80%之间,主要杂质为硅、铁、钛等的氧化物。高岭土铝的质量分数约为40%,分布广泛,含量丰富,主要成分为氧化铝和二氧化硅。

氧化铝是一种硫酸复盐矿物,我国资源丰富。用氯化物、硫酸和钾盐提取可得氧化铝,是一种具有很高利用价值的矿物。霞石铝的质量分数约为30%。若采用烧结法制备聚合氯化铝,可同时得到副产纯碱或钾盐。这些矿物一般采用酸溶碱溶法制备聚合氯化铝_I6]。酸溶液法适用于除水铝石以外的大多数矿物。生产工艺为:①矿石破碎。为使液固相反应有较大的接触面,氧化铝应尽量溶解,同时要考虑残渣分离的难度。矿石通常加工成40-60目粉末。②矿粉焙烧。为了提高氧化铝的溶解速度,需要对矿粉进行焙烧。最佳焙烧时间和焙烧温度与矿石的种类和性质有关,一般在600~800℃之间。③ 可溶于酸。通常加入的盐酸浓度越高,氧化铝的溶解率越高,但考虑到盐酸挥发的问题,通常选择质量分数在20%左右的盐酸。调整盐度和老化后,得到产品聚合氯化铝。胡军虎等[171]以煤系高岭土为原料,以氧化钙为助溶剂,一步酸浸制得聚合氯化铝铁。干燥后固体产物中氧化铝的质量分数大于30%。水铝石或其他不溶于酸的矿石可用碱法制备聚合氯化铝。生产过程的前两步与酸法相同。它们都需要粉碎和烘烤,然后溶解在碱中,与矿粉液与碳酸钠或氢氧化钠或其他碱反应,得到铝酸钠,然后用碳酸氢钠和盐酸。调整后,结果为 聚合氯化铝。将矿粉液与碳酸钠或氢氧化钠或其他碱反应制得铝酸钠,再用碳酸氢钠和盐酸。调整后,结果为 聚合氯化铝。将矿粉液与碳酸钠或氢氧化钠或其他碱反应制得铝酸钠,再用碳酸氢钠和盐酸。调整后,结果为 聚合氯化铝。

碱法投资大,设备复杂,成本高,一般使用较少。1.4.2 煤矸石煤矸石是在洗煤和选煤过程中排放的固体废物。随着煤炭工业的发展。煤矸石产量快速增长,废弃煤矸石容易污染环境。以煤矸石为原料生产聚合氯化铝,不仅解决了它的污染问题,而且使之有用。煤矸石一般含有16%~36%的Al2O、2.5%~15%的Fe2O和51%~65%的SiO。以煤矸石为原料可制得聚合氯化铝或聚合氯化铝铁,1960年代已投入工业生产。常用的生产工艺是:煤矸石经粉碎、焙烧。在一定温度下加入盐酸,反应数小时后。可加入聚丙烯酰胺进行渣液分离,渣经适当处理后可作为制造水泥的原料,母液浓缩结晶可得结晶三氯化铝。此时,可以通过煮沸热分解制备聚合氯化铝,也可以直接加入一定浓度的氢氧化钠调节碱度制备聚合氯化铝。马艳然等》l. 以煤矸石为原料制备符合国家标准的聚合氯化铝产品。 1.4.3 铝酸钙粉 铝酸钙粉由铝土矿、碳酸钙等成分在高温下煅烧而成, 冷却后再研磨。根据制作聚合氯化铝的方法不同,可分为碱溶法、酸溶法和两步法。(1)碱溶液法是利用铝酸钙矿粉与纯碱溶液反应得到偏铝酸钠溶液,反应温度100~110℃,反应时间约4h。

然后在偏铝酸钠溶液中通入二氧化碳气体,此时溶液的pH值为6-8。形成大量氢氧化铝凝胶,此时停止反应。此过程的反应温度不应超过40℃,否则会形成老化的不溶胶体。最后在生成的氢氧化铝中加入适量盐酸加热溶解,得到无色透明粘稠液体聚合氯化铝,干燥得到固体聚合氯化铝。该方法生产的产品重金属含量低,纯度高,但生产成本高[19]。(2)酸溶液法直接将铝酸钙粉末与盐酸反应,调整碱度并固化后,得到聚合氯化铝液体产品。该方法工艺简单,投资少,操作方便,生产成本高,但产品不溶物和重金属含量高,固体产品氧化铝含量通常不高。质量分数约28%,产品外观差,铁离子含量高。郑怀丽等。酸溶法制备聚合氯化铝铁。(3)两步法此生产方法一般采用酸溶两步法的生产工艺。在常压和一定温度下,第一步在铝土矿粉中加入较高量的盐酸,使氧化铝尽可能溶解,第二步是使第一步的上清液与新加入的铝酸钙粉反应。此步骤不仅溶解氧化铝,而且调整碱度。通常第一步的氧化铝可以溶解80%以上,而第二步的氧化铝溶解率小于50%,所以第二步沉淀渣一般返回第一步反应。董申伟等。以铝矾土和铝酸盐为原料,采用酸溶两步法制备氧化铝质量分数为10.11%,碱度为85%的液态聚合氯化铝产品。

1.5 以粉煤灰为原料粉煤灰是火电厂水力除灰系统排放的固体废物。因为飞灰中大约 90% 的三氧化二铝是玻璃状的。不是很活跃。在酸溶解中很难直接溶解氧化铝。过去,通常使用碱石灰法。但设备投资大,设备高度腐烂聚合氯化铝铁的制备,能耗大,纯碱用量大,实际生产意义不大。有人用KF、NH4F等作助溶剂,打开硅铝键,再用酸溶解,提高氧化铝的溶解速度。酸解后得氯化铝,再经热解或氢氧化钠调碱度。陆生等人。以粉煤灰为原料,NHF为助溶剂制备聚合氯化铝产品,据说能耗低。2 我国聚合氯化铝制作过程中存在的困难和问题及解决建议 国内对聚合氯化铝的研究比较晚,但发展迅速。随着聚合氯化铝的广泛应用,对其研究有待深化。虽然国内对聚合氯化铝中铝离子的水解形式进行了多年的研究,但尚未达成共识。唐红晓等学者认为A1是最好的成分。含量越高。絮凝效果更好。但也有学者认为A1不是决定凝血效果的首要因素,是近年来的研究热点。也是一个难点,需要进一步研究;由于聚合氯化铝确切形状的复杂性,聚合度和絮凝效果目前以碱度来反映,没有考虑参与聚合的钙、铁、硅等离子对计算的影响碱度。上述离子一般对絮凝效果有促进作用,这些难点需要深入研究。国内行业在产品制备中,主要存在以下几个难题: 2.1产品纯度问题氧化铝含量是聚合氯化铝产品的重要指标。聚合度和絮凝效果目前是通过碱度来体现的,没有考虑参与聚合的钙、铁、硅等离子对碱度计算的影响。上述离子一般对絮凝效果有促进作用,这些难点需要深入研究。国内行业在产品制备中,主要存在以下几个难题: 2.1产品纯度问题氧化铝含量是聚合氯化铝产品的重要指标。聚合度和絮凝效果目前是通过碱度来体现的,没有考虑参与聚合的钙、铁、硅等离子对碱度计算的影响。上述离子一般对絮凝效果有促进作用,这些难点需要深入研究。国内行业在产品制备中,主要存在以下几个难题: 2.1产品纯度问题氧化铝含量是聚合氯化铝产品的重要指标。而这些困难都需要深入研究。国内行业在产品制备中,主要存在以下几个难题: 2.1产品纯度问题氧化铝含量是聚合氯化铝产品的重要指标。而这些困难都需要深入研究。国内行业在产品制备中,主要存在以下几个难题: 2.1产品纯度问题氧化铝含量是聚合氯化铝产品的重要指标。

一般认为含量越高,纯度越高,品质越好。在我国的聚合氯化铝行业中,除了少数可以生产一些系列产品和特殊产品的公司。多数企业以铝土矿、铝酸钙及副产盐酸为原料生产单一劣质聚合氯化铝产品,生产规模较小。技术含量低,产品有效成分氧化铝含量低,杂质多,但高效价廉的复合聚合铝盐和高纯度聚合氯化铝产品很少,不能满足市场需求需求,尤其是造纸行业。纯度 聚合氯化铝 需要产品。这方面不仅难度大,也是研究热点之一。所以,企业应避免短期投资行为,应积极推广新工艺技术,提高生产技术水平,同时加大新产品开发力度。2.2 不溶物问题国家标准明确规定了市售聚合氯化铝中不溶物的含量。因为国内企业一般以矿物为原料,而矿物等原料一般成分复杂,需要粉碎加入粉体。并且粉末越细,氧化铝溶解率越高。但相应的不溶物等杂质更难沉淀。因此,如何有效减少不溶物是聚合氯化铝生产中亟待解决的难题。除了合理的解决方案DI1。T.固液分离的效果除了矿物和选选技术外,直接关系到不溶物的含量,选择合理的分离方法也是重要环节之一。常用的固液分离方法有:①自然沉淀法。但通常耗时较长,不适合占地面积小的厂商。②采用板框压滤机过滤,但投资大,能耗高。常用的固液分离方法有:①自然沉淀法。但通常耗时较长聚合氯化铝铁的制备,不适合占地面积小的厂商。②采用板框压滤机过滤,但投资大,能耗高。常用的固液分离方法有:①自然沉淀法。但通常耗时较长,不适合占地面积小的厂商。②采用板框压滤机过滤,但投资大,能耗高。

③加入聚丙烯酰胺等混凝剂,控制用量,通常效果较好。2.3 碱度问题 碱度越高,通常产品的絮凝效果越好。一般可在低盐度产品中加入铝屑、铝酸钠、碳酸钙、碳酸铝、氢氧化钠凝胶、石灰等来提高盐度。如果考虑到重金属等杂质的引入。一般采用添加铝屑和铝酸钠的方法。但成本高于铝酸钙和铝灰。目前国内很多企业使用铝酸钙调整碱度。2.4 重金属等有害离子的去除 有些原料中重金属等有害离子的含量很高。硫化钠,酸解过程中可加入硫化钙等硫化物。硫化物沉淀形成有害离子并去除;也可以考虑用废铝置换和活性炭吸附的方法去除重金属等有害离子。2.5 盐酸的用量聚合氯化铝的制备方法很多,但实现一定规模工业化生产的主要有酸溶法和碱溶法,其中由于存在生产成本和氧化铝溶解率。酸溶法比碱溶法具有更多的实际应用,酸溶法涉及盐酸浓度和盐酸用量等问题。盐酸浓度越高,氧化铝的溶解速度越大,但盐酸的挥发量越大,因此应合理配置盐酸的浓度。质量分数通常为20%左右;盐酸用量少,氧化铝溶解率低。而当剂量大时。制备的聚合氯化铝盐度低,腐蚀性强。运输困难,应加入适量盐酸。3 结论与展望 聚合氯化铝是国内外快速发展的精细化工产品。它是水处理中的高效絮凝剂,其研发对水处理和精细化工具有重要意义。因此应合理配置盐酸的浓度。质量分数通常为20%左右;盐酸用量少,氧化铝溶解率低。而当剂量大时。制备的聚合氯化铝盐度低,腐蚀性强。运输困难,应加入适量盐酸。3 结论与展望 聚合氯化铝是国内外快速发展的精细化工产品。它是水处理中的高效絮凝剂,其研发对水处理和精细化工具有重要意义。因此应合理配置盐酸的浓度。质量分数通常为20%左右;盐酸用量少,氧化铝溶解率低。而当剂量大时。制备的聚合氯化铝盐度低,腐蚀性强。运输困难,应加入适量盐酸。3 结论与展望 聚合氯化铝是国内外快速发展的精细化工产品。它是水处理中的高效絮凝剂,其研发对水处理和精细化工具有重要意义。制备的聚合氯化铝盐度低,腐蚀性强。运输困难,应加入适量盐酸。3 结论与展望 聚合氯化铝是国内外快速发展的精细化工产品。它是水处理中的高效絮凝剂,其研发对水处理和精细化工具有重要意义。制备的聚合氯化铝盐度低,腐蚀性强。运输困难,应加入适量盐酸。3 结论与展望 聚合氯化铝是国内外快速发展的精细化工产品。它是水处理中的高效絮凝剂,其研发对水处理和精细化工具有重要意义。

目前产品开发有两个方向。一是开发新材料制备聚合氯化铝产品,以铝屑、铝灰、铝渣等原料制备聚合氯化铝产品。过程比较简单,前期发展比较迅速。灰等含铝材料的价格上涨,以及使用它们生产其他更高价值的含铝产品的出现,减少了用这种原材料生产聚合氯化铝。以氢氧化铝和氯化铝为原料的生产成本太高,所以目前普遍以含铝矿物为原料制备聚合氯化铝。近年来,利用工业废弃物(粉煤灰、煤矸石)作为原料应引起足够重视。以工业废料为原料生产聚合氯化铝可以节省材料成本,回收废料,是一个非常有前景的研究领域。另一个方向是聚合氯化铝与无机或有机聚合物的絮凝复合或配合剂的应用研究,复合或配合剂可以弥补单一絮凝剂的不足,具有自身单一絮凝剂的优点,并能适应范围广,还可以提高有机物的去除率,降低残留金属离子的浓度。能显着提高絮凝效果。另外,目前国内生产工艺多为批量生产,污染严重,原材料利用率低,产品质量不稳定。高效连续生产技术的发展必将成为未来工业生产研究的热点参考:[1]阮富昌,郑富昌,范娟。超纯聚合氯化铝的制备及其DH值与碱度的相关性[J]. 化学反应工程与技术, 2006, 16 (1): 38—41. [2] 刘春涛, 马荣华, 李莉. 废铝箔的高效制备净水剂及其应用[J] ]. 水处理技术, 2002, 28 (6): 350-351. [3] 李凡秀, 陈武. 聚合氯化铝制备技术研究现状与进展[J]. 工业水处理, 2003 . 高效连续生产技术的发展必将成为未来工业生产研究的热点参考:[1]阮富昌,郑富昌,范娟。超纯聚合氯化铝的制备及其DH值与碱度的相关性[J]. 化学反应工程与技术, 2006, 16 (1): 38—41. [2] 刘春涛, 马荣华, 李莉. 废铝箔的高效制备净水剂及其应用[J] ]. 水处理技术, 2002, 28 (6): 350-351. [3] 李凡秀, 陈武. 聚合氯化铝制备技术研究现状与进展[J]. 工业水处理, 2003 . 高效连续生产技术的发展必将成为未来工业生产研究的热点参考:[1]阮富昌,郑富昌,范娟。超纯聚合氯化铝的制备及其DH值与碱度的相关性[J]. 化学反应工程与技术, 2006, 16 (1): 38—41. [2] 刘春涛, 马荣华, 李莉. 废铝箔的高效制备净水剂及其应用[J] ]. 水处理技术, 2002, 28 (6): 350-351. [3] 李凡秀, 陈武. 聚合氯化铝制备技术研究现状与进展[J]. 工业水处理, 2003 . DH值与碱度的相关性[J]. 化学反应工程与技术, 2006, 16 (1): 38—41. [2] 刘春涛, 马荣华, 李莉. 废铝箔的高效制备净水剂及其应用[J] ]. 水处理技术, 2002, 28 (6): 350-351. [3] 李凡秀, 陈武. 聚合氯化铝制备技术研究现状与进展[J]. 工业水处理, 2003 . DH值与碱度的相关性[J]. 化学反应工程与技术, 2006, 16 (1): 38—41. [2] 刘春涛, 马荣华, 李莉. 废铝箔的高效制备净水剂及其应用[J] ]. 水处理技术, 2002, 28 (6): 350-351. [3] 李凡秀, 陈武. 聚合氯化铝制备技术研究现状与进展[J]. 工业水处理, 2003 .

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