聚合氯化铝的多种生产工艺二

聚合氯化铝的多种生产工艺二

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聚合氯化铝

一、以含铝矿物为原料：铝土矿、高岭土、明矾石、霞石等矿物铝土矿是一种含铝水合物的土状矿物，其中主要矿物有三水铝石、水软铝石、水硬铝石或这几种矿物的混合物，铝土矿中AI O 的质量分数一般40% ～80%之间，主要杂质有硅、铁、钛等氧化物。高岭土铝的质量分数在40%左右，其分布较广，蕴藏丰富，主要成分是三氧化二铝和二氧化硅。明矾石是硫酸复盐矿物，在我国资源较为丰富，明矾石在提取氯化物、硫酸、钾盐的同时，可制得聚合氯化铝，是一种利用价值较高的矿物。霞石铝的质量分数在30%左右，若用烧结法制聚合氯化铝，同时可得副产品纯碱或钾盐。这些矿物一般采用酸溶法和碱溶法来制备聚合氯化铝. 酸溶法适用于除一水硬铝矿外的大多数矿物。

二、生产工艺是：

1、矿物破碎：为使液固相反应有较大的接触面，使氧化铝尽量溶出，同时又考虑到残渣分离难度问题。通常将矿石加工到40～60 目的粉末。

2、矿粉焙烧：为提高氧化铝的溶出率，需对矿粉进行焙烧，最佳焙烧时间和焙烧温度与矿石种类和性质有关，通常在600～800 cC 之间。

3、酸溶：通常加入的盐酸浓度越高，氧化铝溶出率越高，但考虑到盐酸挥发问题，通常选用质量分数为20%左右的盐酸。调整盐基度熟化后即得到聚合氯化铝产品。

4、以煤系高岭土为原料，氧化钙为助溶剂，酸浸一步合成制得聚合氯化铝铁，干燥后固体产品测得氧化铝的质量分数大于30%。一水硬铝石或其它难溶于酸的矿石，可用碱法制备聚合氯化铝。生产工艺前两步与酸法一样，都需破碎和焙烧，后用碱溶，用碳酸钠或氢氧化钠或其它碱与矿粉液反应，制得铝酸钠，再用碳酸氢钠和盐酸调节，制得聚合氯化铝。碱法投资大，设备复杂，成本高，一般使用较少。

三、煤矸石是洗煤和选煤过程中排出的固体废弃物，随着煤炭工业的发展。煤矸石的产量日益剧增，而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，不仅解决了其污染问题，而且还使其有了使用价值。煤矸石一般含有质量分数为l6%～36%的AI2O 2.5% ～15%的Fe2O和5l%～65%的SiO，利用煤矸石为原料可制得聚合氯化铝或聚合氯化铝铁，自上世纪60年代以来，已经投入工业化生产。常用的生产工艺是：煤矸石经破碎和焙烧。在一定温度下加入盐酸反应若干小时后. 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水泥原料，母液经浓缩结晶可制得结晶三氯化铝。这时可用沸腾热分解制得聚合氯化铝，也可采用直接加入一定浓度的氢氧化钠调节盐基度制得聚合氯化铝。利用煤矸石为原料制备出了符合国家标准的聚合氯化铝产品。

四、铝酸钙矿粉铝酸钙粉由铝土矿、碳酸钙和其它配料经高温煅烧，冷却后磨粉而得。按制

作聚合氯化铝方法的不同，分为碱溶法、酸溶法和两步法。

1、碱溶法用铝酸钙矿粉与纯碱溶液反应得到偏铝酸钠溶液，反应温度为100～ll0 cC，反应4 h左右。后在偏铝酸钠溶液中通人二氧化碳气体，当溶液pH值为6～8时。形成大量氢氧化铝凝胶，这时停止反应。这一过程反应温度不要超过40cC，否则会形成老化的难溶胶体。最后在所生成的氢氧化铝中加入适量的盐酸加热溶解，得到无色、透明、黏稠状的液体聚合氯化铝，干燥后得到固体聚合氯化铝。此法生产出的产品重金属含量低，纯度高，但生产成本较高。

2、酸溶法把铝酸钙粉直接与盐酸反应，调整完盐基度并熟化后即得到聚合氯化铝液体产品。该法工艺简单，投资少，操作方便，生产成本低，但产品的不溶物，重金属含量较高，固体产品氧化铝含量通常不高.质量分数约为28% 左右，产品外观较差，铁离子含量高。用酸溶法制备了聚合氯化铝铁。

3、两步法这种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，第一步加较高的盐酸量比到铝土矿粉中，使氧化铝尽可能溶出，第二步是把第一步反应的上清液与新加入的铝酸钙粉反应。这一步既有氧化铝溶出，又可以调节盐基度。通常第一步的氧化铝能溶出80% 以上，第二步的氧化铝溶出率在50% 以下，故第二段沉淀矿渣一般回流到第一步反应中去。用铝土矿和铝酸钙粉为原料，采用酸溶两步法工艺，制得了氧化铝的质量分数为10. 11%.盐基度为85% 的液体聚合氯化铝产品。